一种新型高分子过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型高分子过滤材料及其制备方法，包括：将线形高分子过滤材料聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂进行交联固化，在交联固化环节前期或中后期进行发泡形成多孔性泡沫，然后进一步交联熟化后得到海绵基体，将海绵基体清洗后进行硬化处理；最后将硬化后的产品进行清洗裁剪，得到新型高分子过滤材料。本发明专利技术可在大范围内调节泡孔密度及泡孔直径，且可通过加载过滤改性材料，所获得的新型高分子复合过滤材料亲水或亲油性好、过滤流速快、化学耐候性强、机械性能好、技术参数可变范围宽、可重复利用且可自然降解，广泛应用于饮料、制糖、医药、化工、工业油品等行业的过滤处理工艺，以及水处理及空气过滤等行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种孔径均勻、开孔率 高、亲水或亲油性能好、拉伸强度大、耐压强度高、过滤精度高、过滤流速快且可自然降解的 高分子过滤材料及其制备方法。
技术介绍
生产聚乙烯醇缩醛海绵(以下简称PVA海绵)基体，是生产PVA泡沫过滤材料的 前提步骤。生产出PVA海绵后，再将其硬化处理，清洗后切割成各种尺寸做成过滤材料。该 项技术在国内鲜有报道与应用。但生产PVA海绵基体的，在国内已较为普遍。据行业了解， 2009年国内的生产厂家，采用传统淀粉致孔法生产的大小厂家近120家，日海绵总产量超 过8000立方米，日废水(富含盐酸、甲醛及糊状淀粉)总排放量28000吨。随着市场逐步 扩大，生产厂家不断增加，产品产量也与日俱增。问题是，目前国内PVA海绵吸水材料的生产工艺多采用传统的淀粉填充发泡的方 法。即在恰当的温度下先将淀粉填充到PVA溶液中，在一定温度下将PVA交联固化后再将 淀粉洗掉。采用该方法生产时环境污染严重，后续处理工序长，淀粉不能完全被清洗，且淀 粉与酸催化剂不能完全回收利用，不利于节约资源与削减成本。公开号CN101363021将石灰石(碳酸钙)粉末与聚乙烯醇溶液先混合，加稀盐酸 后石灰石粉末与酸反应产生二氧化碳形成泡孔；泡孔形成后还经过冷冻-解冻，再冷冻-再 解冻的循环，形成大孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶的网状结构。专利号为200910060414将海藻酸钠与聚乙烯醇在水中溶解后，加入无机酸、甲醛 和碳酸氢钠作为发泡剂共混搅拌；将共混溶液加热固化后得到聚乙烯醇缩甲醛海绵。其它的方法及目前国内的聚乙烯醇海绵生产厂家大都采用淀粉作为填充，淀粉吸 水后在一定温度下膨胀，在混合体系中占据位置形成泡孔，海绵固化成型后再循环清洗将 淀粉冲洗掉。如公开号为CN101508747及CN101508814的聚乙烯醇缩甲醛泡沫制备方法中， 均以木薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉等种类淀粉颗粒作为填充物，在聚乙烯醇溶胶固化成 型后再使用大量水将淀粉清洗掉。虽制备环节中使用了乳化剂、三聚氰胺及二氧化硅等改 性剂。其它用于工业过滤网及清洁民用海绵的技术中，虽引入其他高分子材料或经过不 同方法对海绵物理机械性能进行了改性，但海绵的发泡及海绵泡孔的形成，均使用了淀粉 填充作为成孔剂的传统方法。国内涉及将PVA海绵用在过滤行业报道十分稀少，只有专利公开号为CN1289629 中，其聚乙烯醇海绵分子过滤板的制备工艺也同样采用了经过筛选的超细淀粉颗粒作为泡 孔成核成孔剂，在聚乙烯醇溶胶固化成型后再将淀粉清洗掉得到细孔的聚乙烯醇缩甲醛海 绵，该类细孔海绵因其吸水吸油性能好且孔径较小而被应用于过滤行业。与CN1289629号专利比起来，本项专利技术技术生产过程不使用淀粉作为成孔剂，使 用淀粉致孔的工艺技术能耗问题十分突出，清洗工艺繁琐。本来酸的使用仅起到催化作用，并不参加反应而形成消耗，完全可以重复回收利用成本，造成酸无法回收利用。另外，清洗 环节耗时耗能严重，为了把淀粉清洗干净，一般需要工业清洗机换水清洗二至五次，每次耗 时近一个小时。如此计算，产生一立方的海绵，用在清洗环节的水量约为四吨，所排放掉的 废水中富含淀粉有机营养物质，给环保带来极大难题。
技术实现思路
为解决上述中存在的问题与缺陷，本专利技术提供了一种新型高分子过滤材料及其制 备方法。所述技术方案如下一种新型高分子过滤材料，包括所述高分子过滤材料包括聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂。所述发泡助剂为失水山梨醇酯类、烷基醇酰胺类、烷基酚聚氧乙烯醚类、高碳脂 肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪酸聚氧乙烯酯类、烷基糖苷类表面活性剂，或胺盐、叔胺盐、季铵 盐、超支化季铵盐、脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯或磷酸酯盐中的一种或多种；所述交联剂为甲 醛、乙醛、乙二醛、丁醛、丁二醛、戊二醛、苯甲醛中的一种或多种；所述催化剂为盐酸、磷酸、 硫酸中的一种或多种。一种新型高分子过滤材料的制备方法，包括将线形高分子过滤材料聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂进行交联固化，在交 联固化环节前期或中后期进行搅拌发泡形成多孔性泡沫，然后进一步交联熟化后得到海绵 基体，将海绵基体清洗后进行硬化处理；最后将硬化后的产品进行清洗裁剪，得到新型高分 子过滤材料。本专利技术提供的技术方案的有益效果是本专利技术易于清洗，大大节省水的用量，且所得PVA海绵基体清洁度高，有利于二次 缩醛硬化处理。生产操作更易于控制，工艺稳定，生产效率高，产品生产周期短。不需要加淀粉，节能环保，大大减少废液排放并有效保护工人健康。孔隙率可以在较大范围内控制，产品开孔率高；本技术对泡孔平均直径大小在 IOymM 1500μπι范围内可以控制。强度可以控制，增加产品强度而对其吸液性能无大改变。可循环使用生产废液，特别是在二次缩醛硬化环节中使用了生产海绵基体时产生 的废液，大大减少了酸催化剂的用量与排放。还可根据产品应用的不同需要，在二次缩醛硬化处理环节中有选择性地使用甲 醛、乙醛、乙二醛、丁醛、丁二醛、戊二醛、苯甲醛等交联剂，大大提高产品拉伸强度、抗压强 度、弯曲强度及亲液性能等，缩短产品硬化处理时间和成本，延长产品使用寿命，也使该发 明技术生产综合成本大大降低。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步 地详细描述本实施例提供了一种新型高分子过滤材料，该材料包括聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂。其中发泡助剂为失水山梨醇酯类、烷基醇酰胺类、烷基酚聚氧乙烯醚类、高 碳脂肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪酸聚氧乙烯酯类、烷基糖苷类表面活性剂，或胺盐、叔胺盐、季 铵盐、超支化季铵盐、脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯或磷酸酯盐中的一种或多种；所述交联剂为 甲醛、乙醛、乙二醛、丁醛、丁二醛、戊二醛、苯甲醛中的一种或多种；所述催化剂为盐酸、磷 酸、硫酸中的一种或多种。根据需要还可以添加过滤改性材料，该过滤改性材料为有机或无 机多孔微粒材料、抗氧化剂、保水剂、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、增强剂等之中一种、两种以 上混合物。上述聚乙烯醇原料的醇解度在50% 100%之间，平均聚合度在500 2600之 间。本实施例还提供了一种新型高分子过滤材料的制备方法，包括将线形高分子过滤 材料聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂进行交联固化，在交联固化环节前期或中后期进 行发泡形成多孔性泡沫，然后进一步交联熟化后得到海绵基体，将海绵基体清洗后进行硬 化处理；最后将硬化后的产品进行清洗裁剪，得到新型高分子过滤材料。上述方法的具体制备过程参见以下实施例实施例1将1份的聚乙烯醇原料在30份的水中搅拌分散，升温至40°C，使其充分溶解形成 稳定溶液，再加入0. 01份发泡助剂、搅拌使其充分溶解或分散，冷却到30°C时加入1份的甲 醛、1份的硫酸，在800转/分的搅拌速度下，搅拌10分钟后倒入模具中，清洗掉产品中的残 液，得到PVA海绵基体，将PVA海绵基体中的水分挤出后，将其浸泡在甲醛与盐酸的混合液 中，升温至40°C进行二次缩醛固化2个小时，然后冷却、清洗、干燥、根据需要裁切成所需尺 寸及形状的过滤材料。实施例2将5份的聚乙烯醇原料在60份的水中搅拌分散，升温至80°C，使其充分溶解形成 稳定溶液，再加入0. 2份发泡助剂、搅拌使其充分溶解或分散，冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高分子过滤材料，其特征在于，所述高分子过滤材料包括聚乙烯醇、发泡助剂、交联剂、催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭明宁，
申请(专利权)人：谭明宁，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]