过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种过滤材料及其制备方法。该过滤材料包括基体材料和石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶分布在所述基体材料表面和/或所述基体材料的孔隙中，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶内分布有由氧化石墨烯交织形成的三维网络结构，且所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶在固化状态下呈现为多孔结构。本发明专利技术实施例提供的一种过滤材料，主要由基体材料以及形成在基体材料表面的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，该石墨烯反应型聚氨酯热熔胶使得过滤材料整体具有良好的透气性和过滤效果。

【技术实现步骤摘要】
过滤材料及其制备方法
本专利技术特别涉及一种过滤材料及其制备方法，属于材料

技术介绍
现有的过滤介质主要包括机织滤布、非编织滤布、刚性多孔介质，其中，滤布孔隙太大，往往过滤初期流速较大，但过滤一段时间后，固体颗粒就会进人介质孔隙，使过滤效率迅速下降，需要不断反冲洗才能维持正常生产，在微压差(＜1500Pa)下透水性太强，不能作为隔膜使用维持介质两边的液位差，例如镍电解过程中分隔阴阳极电解液，除非大幅度提高针织密度和滤布厚度(大大增加成本)，以及，滤液浊度高，一方面造成有价成分流失，另一方面又容易造成环境污染，另外，滤布使用寿命短，因在过滤过程中易被堵塞，在较短的时间内，空隙率大为降低，虽然可用水反冲洗再生，但再生能力有限。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种过滤材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种过滤材料，其包括基体材料和石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶分布在所述基体材料表面和/或所述基体材料的孔隙中，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶内分布有由氧化石墨烯交织形成的三维网络结构，且所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶在固化状态下呈现为多孔结构。进一步的，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶至少由如下方法制备获得：将氧化石墨烯分散于聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中形成氧化石墨烯分散液；将聚四氢呋喃醚二元醇与所述氧化石墨烯分散液混合形成混合溶液，并于110℃、小于100Pa的真空条件进行脱水处理，直到所述混合溶液的水含量降至5wt％以内，之后将所获混合溶液冷却至50-60℃；将所述混合溶液与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯于85℃、小于100Pa的真空条件搅拌混合1-3h获得预聚体；将所述预聚体与1，4-丁二醇于常温、小于100Pa的真空条件下搅拌混合后获得石墨烯反应型聚氨酯热熔胶。进一步的，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的原料中4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二元醇、1，4-丁二醇、聚乙烯吡咯烷酮和氧化石墨烯的质量比为15-18∶18-25∶18-25∶30-35∶0.5-1.5。进一步的，在所述氧化石墨烯分散液中，至少部分聚乙烯吡咯烷酮覆盖于氧化石墨烯表面，而使氧化石墨烯呈现为分散状态。进一步的，所述氧化石墨烯为少层氧化石墨烯。优选的，所述氧化石墨烯的层数为1-10层。进一步的，所述氧化石墨烯为片状或块状。优选的，所述氧化石墨烯的片径为10-15μm。进一步的，分布在所述基体材料表面的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的厚度在10μm以下。进一步的，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的用量为5-20g/m2。进一步的，固化后的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的孔径为0.1μm-1μm、孔隙率为70-80％。进一步的，所述基体材料的孔径为0.5-10μm、孔隙率为85-95％。进一步的，所述基体材料包括涤纶氨纶弹性布料。进一步的，所述的过滤材料包括两层以上的基体材料，相邻两层所述的基体材料之间经所述的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶粘接结合。进一步的，所述过滤材料的孔径范围0.1μm-1μm、孔隙率为70-80％。本专利技术实施例还提供了一种过滤材料的制备方法，其包括：将氧化石墨烯分散于聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中形成氧化石墨烯分散液；将聚四氢呋喃醚二元醇与所述氧化石墨烯分散液混合形成混合溶液，并于110℃、小于100Pa的真空条件进行脱水处理，直到所述混合混溶液的水含量降至5％以内，之后将所获混合溶液冷却至50-60℃；将所述混合溶液与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯于85℃、小于100Pa的真空条件搅拌混合3h获得预聚体；将所述预聚体与1，4-丁二醇于常温、小于100Pa的真空条件下搅拌混合后获得石墨烯反应型聚氨酯热熔胶；将所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶涂布在基体材料的表面和/或内部孔隙中，之后于10-35℃环境下固化后形成所述的过滤材料。进一步的，所述氧化石墨烯为少层氧化石墨烯.所述氧化石墨烯的层数为1-10层.所述氧化石墨烯为片状或块状.优选的，所述氧化石墨烯的片径为10-15μm.进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的含量为10-100mg/mL.进一步的，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的含量为1-10wt％.进一步的，所述基体材料包括涤纶氨纶弹性布料。进一步的，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的用量为5-20g/m2。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种过滤材料，主要由基体材料以及形成在基体材料表面的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，该石墨烯反应型聚氨酯热熔胶使得过滤材料整体具有良好的透气性和过滤效果。附图说明图1是片状或块状的石墨烯在聚乙烯吡咯烷酮水溶液中分散的物理状态；图2是粉末石墨烯在聚乙烯吡咯烷酮水溶液中分散的物理状态；图3是本专利技术一典型实施案例中石墨烯可吸附颗粒物的电镜图；图4本专利技术一典型实施案例中聚乙烯吡咯烷酮包覆氧化石墨烯形成的带孔结构的电镜图；图5是本专利技术一典型实施案例中由石墨烯反应型聚氨酯热熔胶形成的结构层中过滤颗粒物的电镜图；图6是本专利技术一典型实施案例中由石墨烯反应型聚氨酯热熔胶形成的粘接层(即石墨烯反应型聚氨酯热熔胶层)的电镜图；图7是本专利技术一典型实施案例中一种包含石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的粘接层的结构示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。请参阅7，本专利技术实施例提供了一种过滤材料，其包括基体材料和石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶分布在所述基体材料表面和/或所述基体材料的孔隙中，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶内分布有由氧化石墨烯交织形成的三维网络结构，且所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶在固化状态下呈现为多孔结构。本专利技术实施例还提供了一种过滤材料的制备方法具体包括：将氧化石墨烯分散于聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中形成氧化石墨烯分散液；将聚四氢呋喃醚二元醇与所述氧化石墨烯分散液混合形成混合溶液，并于110℃、小于100Pa的真空条件进行脱水处理，直到所述混合混溶液的水含量降至5％以内，之后将所获混合溶液冷却至50-60℃；将所述混合溶液与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯于85℃、小于100Pa的真空条件搅拌混合3h获得预聚体；将所述预聚体与1，4-丁二醇于常温、小于100Pa的真空条件下搅拌混合后获得石墨烯反应型聚氨酯热熔胶；将所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶涂布在基体材料的表面和/或内部孔隙中，之后于10-30℃环境下固化后形成所述的过滤材料。具体的，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)的水溶液作为氧化石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤材料，其特征在于包括基体材料和石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶分布在所述基体材料表面和/或所述基体材料的孔隙中，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶内分布有由氧化石墨烯交织形成的三维网络结构，且所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶在固化状态下呈现为多孔结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种过滤材料，其特征在于包括基体材料和石墨烯反应型聚氨酯热熔胶，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶分布在所述基体材料表面和/或所述基体材料的孔隙中，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶内分布有由氧化石墨烯交织形成的三维网络结构，且所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶在固化状态下呈现为多孔结构。


2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶至少由如下方法制备获得：
将氧化石墨烯分散于聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中形成氧化石墨烯分散液；
将聚四氢呋喃醚二元醇与所述氧化石墨烯分散液混合形成混合溶液，并于110℃、小于100Pa的真空条件进行脱水处理，直到所述混合溶液的水含量降至5％以内，之后将所获混合溶液冷却至50-60℃；
将所述混合溶液与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯于85℃、小于100Pa的真空条件下搅拌混合1-3h获得预聚体；
将所述预聚体与1，4-丁二醇于常温、100Pa的真空条件下搅拌混合后获得石墨烯反应型聚氨酯热熔胶；
和/或，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的原料中4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二元醇、1，4-丁二醇、聚乙烯吡咯烷酮和氧化石墨烯的质量比为15-18∶18-25∶18-25∶30-35∶0.5-1.5；和/或，在所述氧化石墨烯分散液中至少部分聚乙烯吡咯烷酮覆盖于氧化石墨烯表面，而使氧化石墨烯呈现为分散状态。


3.根据权利要求2所述的用于制备石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的组合物，其特征在于：所述氧化石墨烯为少层氧化石墨烯；优选的，所述氧化石墨烯的层数为1-10层；和/或，所述氧化石墨烯为片状或块状；优选的，所述氧化石墨烯的片径为10-15μm。


4.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：分布在所述基体材料表面的石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的厚度在10μm以下；和/或，所述石墨烯反应型聚氨酯热熔胶的用量为5-20g/m2。


5.根据权利要求1所述的过滤材...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，
申请(专利权)人：上海支米空气净化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31