一种亲水纳米改性滤芯的制备方法及其应用技术

一种亲水纳米改性滤芯的制备方法及其应用，属于废液处理、机械分离技术领域。本发明专利技术亲水纳米改性滤芯采用Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液对聚丙烯或尼龙袋进行浸渍4‑6min，并经60‑80℃/45min固化交联处理而得。本发明专利技术提供的方法制备所得的亲水纳米改性滤芯应用范围广泛，具有良好的过滤效果。采用物理方法，通过亲水纳米改性滤芯技术和综合集成技术从磨削液中分离出混杂的金属屑、磨料、氧化物、油脂等杂质，可实现在加工生产过程中消除黑臭异味、保证加工精度质量、延长使用寿命、节约成本、资源再生利用和节能减排的清洁生产的目标。

Preparation and application of hydrophilic nano modified filter element

【技术实现步骤摘要】
一种亲水纳米改性滤芯的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种亲水纳米改性滤芯的制备方法及其应用，属于废液处理、机械分离

技术介绍
机械加工、晶圆加工等行业，都离不开磨削液，常用工作液是水性乳化液。磨削液在使用过程中混杂了金属屑、磨料、氧化物、油脂等杂质，而某些高端磨削液精度要求极高，杂质的带入会影响到磨削加工质量；磨削液还带有氧化物和油污，随着环境温度、磨液温度的提高以及加工循环时间的增加，工作液会发臭变质。如何有効去除金属屑、油污和氧化物等杂质，使磨削液洁净而长期循环使用，达到既环保又节约资源、减少危废是当前机械加工领域面临的一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种亲水纳米改性滤芯的制备方法及其应用，应用范围广泛，满足节能减排的要求。本专利技术的技术方案，一种亲水纳米改性滤芯的制备方法，采用Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液对聚丙烯或尼龙袋进行浸渍4-6min，并经60-80℃/45min固化交联处理而得。进一步地，所述Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液的制备过程如下：首先采用乙醇、氨水和正硅酸乙酯反应制得改性硅溶胶，将其分散于纳米二氧化钛透明水分散液中，得到复合纳米水分散液；随后通过改性丙烯酸乳液和复合纳米水分散液反应制备得到Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液。进一步地，所述Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液具体制备步骤如下：（1）改性硅溶胶制备：称取100mL去离子水加入反应器中，低速搅拌，室温滴加氨水调节pH至10-14，调节转速为800-1000r/min，均匀滴加正硅酸乙酯25-30mL与乙醇50-70mL的混合液，2-3h滴完，持续搅拌10-13h；滴入混合溶液，持续搅拌6-10h，得改性硅溶胶；（2）复合纳米水分散液制备：称取20-25g步骤（1）制备所得的改性硅溶胶于反应器中，低速搅拌，滴入5-30nm的纳米二氧化钛透明水分散液5-8g，30min滴完，搅拌1h，制得复合纳米水分散液；（3）Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液制备：称取改性丙烯酸乳液50g，加入反应器中；在室温下，边搅拌边向反应器中滴加10-20g步骤（2）制备所得的复合纳米水分散液，1-1.5h滴完，继续搅拌2-3h，即得到Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液。进一步地，步骤（1）中所述混合溶液具体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.6-1.5g、羟甲基丙烯酰胺0.4-0.8g和去离子水20mL。进一步地，步骤（3）所述改性丙烯酸乳液制备过程如下：a、称取甲基丙烯酸2-5g、丙烯酸2-4g、甲基丙烯酸甲酯4-6g、丙烯酸异辛酯3-5g、丙烯酸丁酯2-5g、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5-7g、羟甲基丙烯酰胺2-3g、甲基丙烯酸羟乙酯4-8g、乙烯基三乙氧基硅烷2-5g、KH5501-2g，混合均匀，得混合功能单体；b、将100mL乙酸乙酯加入反应器中，N2保护，加入1.2-1.4gAIBN，升温至60-70℃，边搅拌边滴入步骤a所得混合功能单体，2-3h滴完；保温2-3h，再加入0.5-0.6gAIBN，保温反应3-4h；然后缓慢滴入6-10g纳米二氧化硅醇分散液，0.5-1h滴完，再搅拌2-3h；c、在50-55℃抽真空，直至完全脱除反应体系中的溶剂；在35-40℃下，向反应器中滴加三乙胺，至pH7.5-8.5；快速搅拌下缓慢加入50mL去离子水，搅拌0.5-1h，得到改性丙烯酸乳液。亲水纳米改性滤芯的应用，将亲水纳米改性滤芯应用于亲水纳米改性滤芯磨削液净化设备；亲水纳米改性滤芯磨削液净化设备中包括上料筒和下料筒，上料筒内部设有亲水纳米改性滤芯，磨削废液经过亲水纳米改性滤芯过滤后由出料总管流出洁净磨削液。一种亲水纳米改性滤芯磨削液净化的设备，包括进料口、下料筒、搅龙、上料筒、引流导管、上出料总管、滤芯、上盖、上引流导管、支架和压力表；所述支架上安装有料筒；所述料筒由互相连接的上料筒和下料筒组成，上料筒和下料筒之间设有连通的引流导管；所述上料筒顶部设有上盖；所述上盖还设有上引流导管、和压力表；所述上料筒内部设有滤芯，滤芯安装于上出料总管上；所述下料筒上设有进料口，下料筒与搅龙连接。进一步地，还包括有机玻璃罩；所述上引流导管位于有机玻璃罩内部。进一步地，还包括卡箍；所述部件与部件之间的连接处均通过卡箍连接。进一步地，还包括第一电磁阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀设置于搅龙下方，用于控制搅龙排渣；所述第二电磁阀设置于上料筒上部，用于控制上引流导管排油污。进一步地，还包括PLC控制器；所述PLC控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀和搅龙；第一电磁阀用于排渣，第二电磁阀用于排油污，搅龙用于控制搅拌速度。进一步地，所述下料筒为锥形，上料筒为圆柱形。进一步地，所述上料筒内部设有若干分离室，分离室之间为串联连接；与外部连通的最末端的分离室内设有对应的滤芯，滤芯通过上出料总管与外部连通。亲水纳米改性滤芯磨削液净化设备的应用，所需磨削液以切线进料的方式进入下料筒的圆锥型离心腔，经旋液分离的原理，将比重大于液体的固体离心沉淀至锥型下端搅龙腔内，搅龙定时定量排出；经旋液分离的液体通过引流导管进入上料筒的分离室，滤芯安装在上出料总管上，上出料总管连接输送泵，泵入机器循环使用；经过滤的液体不含有油污和杂质，油污经机器设备顶端的上引流导管引流至有机玻璃罩内，有机玻璃罩上安装有电磁阀，定时定量排污。所述亲水纳米改性滤芯磨削液净化设备为一上部圆桶下部圆锥结构，机器内腔采用二个独立进料系统，所需磨削液以一定流速以切线进料的方式进入机体下部圆锥型离心腔，经旋液分离的原理，将比重大于液体的固体(不论属性)离心沉淀至锥型下端搅龙腔内，搅龙将固体渣自动定时定量排出。经旋液分离的液体从圆锥体上部溢流管进入上腔分离室，上腔分离室内装有若干个复合型纳米过滤芯、滤袋，滤材安装在出料总管上，出料总管连接输送泵，泵入机器循环使用。本专利技术使用的滤材，采用特殊结构设计的Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液对聚丙烯或尼龙袋进行浸渍（可在所制备的Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液中加入10-20倍去离子水分散稀释后使用），并经60-80℃/45min固化交联处理而得。经过滤的液体不含有油污微粒和其它杂质微粒，油污经机器顶端差压管（上引流导管）引流至有机玻璃罩内，玻璃罩安装电磁阀，自动定时定量排污。为便于维护和检修，定期更换滤材，凡连接部件均采用卡箍式结构。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的方法制备所得的亲水纳米改性滤芯应用范围广泛，具有良好的过滤效果。采用物理方法，通过亲水纳米改性滤芯技术和综合集成技术从磨削液中分离出混杂的金属屑、磨料、氧化物、油脂等杂质，可实现在加工生产过程中消除黑臭异味、保证加工精度质量、延长使用寿命、节约成本、资源再生利用和节能减排的清洁生产的目标。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术的电路连接示意图。附图标记说明：1、进料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水纳米改性滤芯的制备方法，其特征在于：采用Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液对聚丙烯或尼龙袋进行浸渍4-6min，并经60-80℃/45min固化交联处理而得。/n

【技术特征摘要】
1.一种亲水纳米改性滤芯的制备方法，其特征在于：采用Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液对聚丙烯或尼龙袋进行浸渍4-6min，并经60-80℃/45min固化交联处理而得。


2.根据权利要求1所述亲水纳米改性滤芯的制备方法，其特征在于所述Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液的制备过程如下：首先采用乙醇、氨水和正硅酸乙酯反应制得改性硅溶胶，将其分散于纳米二氧化钛透明水分散液中，得到复合纳米水分散液；随后通过改性丙烯酸乳液和复合纳米水分散液反应制备得到Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液。


3.根据权利要求2所述亲水纳米改性滤芯的制备方法，其特征在于所述Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液具体制备步骤如下：
（1）改性硅溶胶制备：称取100mL去离子水加入反应器中，低速搅拌，室温滴加氨水调节pH至10-14，调节转速为800-1000r/min，均匀滴加正硅酸乙酯25-30mL与乙醇50-70mL的混合液，2-3h滴完，持续搅拌10-13h；滴入混合溶液，持续搅拌6-10h，得改性硅溶胶；
（2）复合纳米水分散液制备：称取20-25g步骤（1）制备所得的改性硅溶胶于反应器中，低速搅拌，滴入5-30nm的纳米二氧化钛透明水分散液5-8g，30min滴完，搅拌1h，制得复合纳米水分散液；
（3）Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液制备：称取改性丙烯酸乳液50g，加入反应器中；在室温下，边搅拌边向反应器中滴加10-20g步骤（2）制备所得的复合纳米水分散液，1-1.5h滴完，继续搅拌2-3h，即得到Si/Ti纳米改性功能聚合物乳液...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伯龙，强光初，强红岩，冯晓军，范世龙，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32