用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法技术

一种用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种水净化滤芯，尤其涉及一种聚丙烯材质的滤芯。

技术介绍

[0002]目前，去除重金属的过滤材料，主要由以下几类：纤维类、树脂类、分离膜类及活性炭类，纤维类比如鳌合纤维，或者其他方法制备的纤维类过滤材料；树脂类改性的离子交换树脂具有一定的去除重金属的功能；分离膜类通过相转化的方式制备将吸附剂引入到分离膜(如中空纤维膜)表面，从而实现去除重金属功能。活性炭类通过对碳粉改造或者在烧结过程中引入吸附剂，实现去除重金属功能。
[0003]申请号为201810869708.9的中国专利技术专利申请公开《一种基于聚多巴胺改性的聚丙烯基吸附材料的制备方法》(公开号:CN108906003A)，该申请采用多巴胺涂覆在聚丙烯基吸附材料表面，然后接枝其他吸附剂，该方法可以在实现去除重金属功能，但是方法复杂，且多巴胺在碱性条件下容易脱落，导致重金属去除功能丧失。
[0004]申请号为201510067994.3的中国专利技术专利申请公开《一种吸附水中重金属螯合纤维材料的制备方法》(公开号:CN104667891A)，该申请利用等离子技术将活性基团接枝在聚丙烯纤维表面，然后将吸附剂通过活性基团接枝到纤维表面，实现去除重金属功能。该方法，步骤多，过程复杂，且通过等离子技术接枝的活性基团，均匀性和稳定性不佳。
[0005]目前，现有的去重金属材料普遍存在的如下问题：第一，制备工艺复杂，成本高：首先需要制备成纤维、膜丝或者离子交换树脂，然后再制作成滤芯，过程复杂，环节多，成品率低；第二，材料制备过程使用大量的有机溶剂，且会产生大量的有机废液和废气，对环境造成污染；第三，活性炭与吸附剂主要以物理键结合，结合能力弱，存在吸附剂流失的问题，滤芯性能稳定性存在风险。
[0006]PP滤芯在解决水质问题中起着重要作用，根据分离精度的不同，PP滤芯可以滤除不同大小的杂质，是净水机中不可缺少的一环。但PP滤芯的分离精度较大，只能去除大的杂质，没有重金属离子的去除能力。如何将PP滤芯与去除重金属结合，一直是本领域重要研究方向。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法。
[0008]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：1、一种用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0009]①
将70
‑
95份的聚丙烯与5
‑
30份的添加剂混合均匀，倒入料筒中；
[0010]②
将上述混合物料加热并通过螺杆挤出机挤出，同时，通过热空气将挤出的物料拉伸成丝，并卷绕在接受装置上，制备基底滤芯；在卷绕基底滤芯的过程中，采用喷洒装置将胺类吸附材料均匀地喷洒在基底滤芯上，并在热空气的作用下，进行基底滤芯与胺类吸
附材料的反应，得到熔喷滤芯；
[0011]③
采用切割装置将上述熔喷滤芯切割、清洗、干燥后得到改性聚丙烯滤芯。
[0012]作为优选，步骤
①
中所述的添加剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚丙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚丙烯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丙烯
‑
苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物中至少一种。
[0013]作为优选，步骤
②
所述的热空气的温度为200～300℃。
[0014]作为优选，步骤
②
所述接收装置的卷绕速度为50mm/min～100mm/min。
[0015]作为优选，步骤
②
所述的胺类吸附材料中溶质为壳聚糖、N
‑
羧甲基壳聚糖、乙二胺、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、聚乙烯基咪唑、哌嗪、对氨基苯、间氨基苯中的至少一种，溶剂为水或者甲醇、乙醇、丙酮中至少一种与水的混合液，
[0016]作为优选，所述的胺类吸附材料的浓度为1～10wt％。
[0017]作为优选，步骤
②
所述胺类吸附材料的滴加速度为50～200ml/min。
[0018]步骤
③
中的清洗条件如下：室温纯水清洗12～24h。
[0019]步骤
③
中的干燥洗条件如下：干燥40℃～80，干燥时间为12～24h。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的滤芯主要通过配位吸附的机理去除水中的重金属离子，其原理是利用胺基的孤对电子与重金属离子的空轨道进行配位，达到去除重金属离子的目的。通过化学反应将吸附位点接枝于材料表面，吸附位点结合牢固，去除效果稳定。
[0021]熔喷过程中利用高温热空气促进吸附材料与基底滤芯的反应，一步成型制备改性聚丙烯滤芯。一步成型省略了后处理步骤，结合熔喷技术直接获得可用于重金属吸附的滤芯，成本、工艺降低：利用熔喷过程的热空气代替高温水浴进行后处理过程，节约能源，降低成本，简化工艺。
[0022]吸附位点分布更均匀：在滤芯成型的过程中直接进行后处理过程，使吸附位点均匀地分布在整个滤芯的截面(两步法，更多地是在滤芯表面反应上吸附位点)，吸附效率更优。
具体实施方式
[0023]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0024]实施例1：将70份的聚丙烯与30份的聚醚酰亚胺共聚物混合，倒入料筒中混合，通过挤出机将原料挤出，并在250℃的热空气下牵引拉伸成丝，随后在接收装置上以80mm/min的卷绕速度绕制，并同时将5wt％的聚乙烯亚胺的水
‑
甲醇(体积比1:1)溶液以150ml/min的喷洒速度均匀喷洒在卷绕滤芯表面，等待切割装置将上述熔喷滤芯切割，室温纯水清洗15h，鼓风烘箱60℃干燥24h后得到改性聚丙烯滤芯，在pH＝7的条件下，其对25ppb的镉离子的去除率为99％。
[0025]实施例2：将80份的聚丙烯与20份的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物混合，倒入料筒中混合，通过挤出机将原料挤出，并在270℃的热空气下牵引拉伸成丝，随后在接收装置上以100mm/min的卷绕速度绕制，并同时将3wt％的N
‑
羧甲基壳聚糖的水
‑
甲醇(体积比1:1)溶液以200ml/min的喷洒速度均匀喷洒在卷绕滤芯表面，等待切割装置将上述熔喷滤芯切割，
室温纯水清洗15h，鼓风烘箱60℃干燥12h后得到改性聚丙烯滤芯，在pH＝7的条件下，其对30ppb的铅离子的去除率为97％。
[0026]实施例3：将90份的聚丙烯与10份的聚丙烯
‑
马来酸酐共聚物混合，倒入料筒中混合，通过挤出机将原料挤出，并在200℃的热空气下牵引拉伸成丝，随后在接收装置上以70mm/min的卷绕速度绕制，并同时将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于重金属去除的改性聚丙烯滤芯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①
将70
‑
95份的聚丙烯与5
‑
30份的添加剂混合均匀，倒入料筒中；
②
将上述混合物料加热并通过螺杆挤出机挤出，同时，通过热空气将挤出的物料拉伸成丝，并卷绕在接受装置上，制备基底滤芯；在卷绕基底滤芯的过程中，采用喷洒装置将胺类吸附材料均匀地喷洒在基底滤芯上，并在热空气的作用下，进行基底滤芯与胺类吸附材料的反应，得到熔喷滤芯；
③
采用切割装置将上述熔喷滤芯切割、清洗、干燥后得到改性聚丙烯滤芯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤
①
中所述的添加剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚丙烯
‑
马来酸酐共聚物、聚丙烯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚丙烯
‑
苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮渝生，郭耀申，陈承，
申请(专利权)人：宁波方太厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：