一种高强度高透水滤布材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度高透水滤布材料，该滤布材料由下列重量份数的原料制成：聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、碳纳米管、聚乙二醇、碳纤维、改性聚丙烯酸乙酯、离子改性黏土、表面改性剂、热塑性聚氨酯、防老化剂、润滑剂；通过科学配比各材料组分，在各组分间相互协同作用下，提高了滤布材料的强度、透水性，使其能适用于快速过滤的情况，应用范围广；同时，离子改性黏土综合作用改善了聚乙烯、聚丙烯的表面性能，提高了过滤效果；改性聚丙烯酸乙酯、热塑性聚氨酯进一步提高了滤布材料的过滤效果，提高了滤布的过滤能力，极具推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高透水滤布材料
本专利技术属于滤布生产
，具体涉及一种高强度高透水滤布材料。
技术介绍
目前工业滤布使用的主要成分有丙纶、涤纶、锦纶等，其中以丙纶和涤纶最为常用，编织方法采用平纹编织和斜纹便是等手段，具有精度高、且有一定的耐酸碱耐磨等性能。但是目前常用的工业滤布机械强度不高，透水率低，使用寿命有限，且在极端条件下使用受限，常用的方法是引入高强度的树脂来增加其机械强度，如聚四氟乙烯，但是这些树脂带来的问题一方面是与常用工业滤布纤维的复合程度不够，影响性能的最大限度发挥，另一方面由于以上组分在织网形成滤布后，材料表面疏水，对于液体过滤产生了较大的阻力，液体透过性显著下降，同时，通过以上改进后得到的工业滤布的使用稳定性不高，即在特定条件，如高强度、高温、高湿、腐蚀性强等环境下长期使用会使得滤布网丝性能下降，从而加速滤布报废速度，最终提高了使用成本，降低了使用效果。在一定压力下单位滤布面积能够透过水的量被称为透水率。透水率是衡量滤布质量的一个重要指标。这一指标通常与滤布的过滤孔径、开孔率和滤布的亲水性有关。而滤布的过滤孔径和开孔率是在织造时就已经确定的，因此如果是在滤布形成后对之进行亲水改性，就可以通过材料的改性来达到提高透水率的效果。通常情况下滤布材料表面的亲水性越高，其透水率也越高，其抗有机物污染的能力也越高。已知技术中报道了多种通过向滤布表面涂覆涂层来提高透水率的方法。但是这些方法中涂层物质必须与滤布材料有较好的粘结性，其选择范围和特性受到制约；这些易脱落，透水效果使用期限短，不耐热，强度低，不能用于食品、医疗等领域，其含量等指标具有局限性，因此，通过这些方法得到的滤布材料，并未得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度高透水滤布材料。本专利技术通过以下技术方案实现：一种高强度高透水滤布材料，由下列重量份数的原料制成：聚乙烯50~60份、聚丙烯50~70份、聚乙烯吡咯烷酮10~20份、碳纳米管1~3份、聚乙二醇10~20份、碳纤维1~5份、改性聚丙烯酸乙酯10~20份、离子改性黏土1~5份、表面改性剂1~2份、、热塑性聚氨酯5~10份、防老化剂1~3份、润滑剂0.5~1份；一种高强度高透水滤布材料，其制备方法包括：第一步，称量各原料，并将聚乙烯和聚丙烯，放入高速混合机中搅拌5~10分钟，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、30份丙酮、表面改性剂，搅拌5~10分钟，过滤、烘干，得到混合物；第二步，将混合物加入到正己烷中，在氮气保护条件下升温至60~70℃，反应45~55分钟，冷却后过滤，采用正己烷洗涤，干燥，得到固体物；第三步，将碳纳米管、聚乙二醇、碳纤维、改性聚丙烯酸乙酯与固体物混合，在真空条件下以2~3℃/分钟的升温速度加热至105~110℃，保持30~40分钟，然后降温至60~70℃，继续保持60~80分钟，降至室温，得到反应物；第四步，在反应物中加入润滑剂，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝；第五步，将网丝织网，得到滤布材料。进一步的，所述第一步中温度为100℃以上。进一步的，所述表面改性剂为氯磺化聚乙烯10~15份、甲苯40~50份、丙烯酸丁酯1~2.5份、马来酸酐10~15份、过氧化苯甲酰0.05~0.1份混合均匀制得。进一步的，所述离子改性黏土为用1-甲基-3-十四烷基咪唑鎓氯化物改性MMT的PP纳米复合材料；PP纳米复合材料系用溶液聚合物插层法制备；PP中MMT含量为50~60%。进一步的，所述改性聚丙烯酸乙酯为，以1份当量热塑性聚氨酯预聚物在室温下与1份当量的1，4-丁二烯和0.5份当量三羟基甲基丙烷均匀混合5min，加入10份当量的丙烯酸乙酯预聚物搅拌3min，即得到有互穿聚合物网络结构的改性聚丙烯酸乙酯。进一步的，其特征在于，所述第三步中真空条件的真空度为0.01~0.15MPa。进一步的，所述第四步中润滑剂为石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或多种。进一步的，所述第五步中网丝织网的经线线径为0.16~0.18mm，纬线线径为0.18~0.23cm；织网经密为21~24根/cm，纬密为12~14根/cm。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，首先通过聚乙烯、聚丙烯的表面复合改性提升了滤布材料的亲水性，使得滤布更容易浸润液体，同时通过改性丙烯酸乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯进行混合二次改性，产生组分间的互容，改善了材料的可塑性，提高了滤布材料的强度。聚乙烯、聚丙烯，这类非极性树脂与热塑性聚氨酯一般不能简单共混，由于二者极性不同导致相容性差，因此简单共混起不到改性作用。在非极性树脂接枝上小分子极性基团，再与热塑性聚氨酯共混；也有将非极性树脂与小分子接枝共聚物作非极性聚合物与热塑性聚氨酯的增容剂，使二者能相容共混，达到改性目的。本专利技术制备方法中通过聚乙烯、聚丙烯的磺化改性，具有一定的亲水性，使得最终制备得到的滤布材料具有较好的透水性，能够使得过滤的液体迅速浸润并渗透，但同时磺化程度不高，这样易于后期磺化混合物与其他组分的二次混合改性本专利技术中采用聚乙烯、聚丙烯两种组分进行同时磺化改性，通过特定参数控制磺化效率；采用互穿网络（IPN）技术将热塑性聚氨酯的预聚物与丙烯酸乙酯的预聚物混合在一起，通过引发、聚合、搅拌混合形成均匀溶液，最后实现网络化，使热塑性聚氨酯在成型时转化为部分热固性，进一步提高材料的强度和韧性，使材料具有两种树脂的特性。更进一步，使聚乙烯、聚丙烯、改性丙烯酸乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯更好的混合，增强二次混合改性的效果，进而影响最终制备得到的滤布材料的特性。本专利技术制备方法中采用了离子改性黏土，通过有机黏土的离子改性使得有机黏土更容易分散进入二次改性后的混合物中，有利于后期制备网丝；碳纤维起到了结构交联的作用，使得后期形成的网丝具有很好的可塑性与进一步在形成网丝后释放和协同增强离子改性黏土的“刚性”本专利技术制备方法中采用了离子改性黏土，增强了滤布的力学性能和耐腐蚀性能。本专利技术相比现有技术具有以下优点：一、拨水、透气：滤布材料不吸水，含水率零，成品拨水性佳，具多孔性，透气性佳，易保持布面干爽、易洗涤。二、无毒、无刺激性：产品采用符合FDA食品级原料生产，不含其他化学成分，性能稳定，无毒、无异味，不刺激皮肤。三、抗菌、抗化学药剂：滤布材料化学钝性物质，不虫蛀，并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀，抗菌、碱腐蚀、成品不因侵蚀而影响强度。四、抗菌性。制品具拔水性，不发霉，并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀，不霉蛀。五、物性佳。制品强度较一般短纤产品性能优良，强度无方向性，纵横向强度相近。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制。实施例1一种高强度高透水滤布材料，由下列重量份数的原料制成：聚乙烯60份、聚丙烯70份、聚乙烯吡咯烷酮20份、碳纳米管3份、聚乙二醇20份、碳纤维3份、改性聚丙烯酸乙酯10份、离子改性黏土5份、表面改性剂2份、、热塑性聚氨酯10份、防老化剂1份、润滑剂0.5份；一种高强度高透水滤布材料，其制备方法包括：第一步，称量各原料，并将聚乙烯和聚丙烯，放入高速混合机中搅拌5分钟，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、30份丙酮、表面改性剂，搅拌10分钟，过滤、烘干，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度高透水滤布材料，其特征在于，该滤布材料由下列重量份数的原料制成：聚乙烯50~60份、聚丙烯50~70份、聚乙烯吡咯烷酮10~20份、碳纳米管1~3份、聚乙二醇10~20份、碳纤维1~5份、改性聚丙烯酸乙酯10~20份、离子改性黏土1~5份、表面改性剂1~2份、、热塑性聚氨酯5~10份、防老化剂1~3份、润滑剂0.5~1份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高透水滤布材料，其特征在于，该滤布材料由下列重量份数的原料制成：聚乙烯50~60份、聚丙烯50~70份、聚乙烯吡咯烷酮10~20份、碳纳米管1~3份、聚乙二醇10~20份、碳纤维1~5份、改性聚丙烯酸乙酯10~20份、离子改性黏土1~5份、表面改性剂1~2份、、热塑性聚氨酯5~10份、防老化剂1~3份、润滑剂0.5~1份。2.一种高强度高透水滤布材料，其特征在于，其制备方法包括：第一步，称量各原料，并将聚乙烯和聚丙烯，放入高速混合机中搅拌5~10分钟，然后加入聚乙烯吡咯烷酮、30份丙酮、表面改性剂，搅拌5~10分钟，过滤、烘干，得到混合物；第二步，将混合物加入到正己烷中，在氮气保护条件下升温至60~70℃，反应45~55分钟，冷却后过滤，采用正己烷洗涤，干燥，得到固体物；第三步，将碳纳米管、聚乙二醇、碳纤维、改性聚丙烯酸乙酯与固体物混合，在真空条件下以2~3℃/分钟的升温速度加热至5~110℃，保持30~40分钟，然后降温至60~70℃，继续保持60~80分钟，降至室温，得到反应物；第四步，在反应物中加入润滑剂，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝；第五步，将网丝织网，得到滤布材料。3.根据权利要求1所述的一种高强度高透水滤布材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中温度为100℃以上。4.根据权利要求1所述的一种高强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋颖，李伟，朱涛，吴迪，
申请(专利权)人：安徽原野滤材有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34