一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料及其制備方法
【專利說(shuō)明】 一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合
濾料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理用濾料，具體涉及一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染日益加重，污染物成分和含量更加難以掌控，對(duì)水處理技術(shù)的要求越來(lái)越高，原有的常規(guī)處理材料顯然已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)所需，要提高水處理的效率，需要從源頭上提高水質(zhì)處理效果，而改善濾料的使用性能無(wú)疑是最直接最高效的方法，目前使用較為廣泛的濾料主要有石英砂濾料、無(wú)煙煤濾料、火山巖濾料以及植物纖維類濾料等，這些濾料在使用時(shí)各具優(yōu)劣，總體來(lái)說(shuō)，提高這些濾料的使用效率、降低生產(chǎn)成本仍是需要解決的冋題。
[0003]聚丙烯熔噴材料是一種新型的過(guò)濾材料，其纖維間相互纏結(jié)，結(jié)構(gòu)空隙小，呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且產(chǎn)品靈活性強(qiáng)，可以根據(jù)需要制成多種形狀，具有濾阻低、濾效高、產(chǎn)量高、成本低、不易破損等優(yōu)點(diǎn)，已有的研宄表明其在污水處理領(lǐng)域大有可為，然而單純的聚丙烯熔噴成型的濾料強(qiáng)度和耐久性較差，對(duì)污物的吸附能力有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有材料的不足，將聚丙烯熔噴過(guò)濾材料與傳統(tǒng)有機(jī)、無(wú)機(jī)濾料相結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，提供一種以熔噴聚丙烯作為載體，負(fù)載有高效吸附性能的有機(jī)、無(wú)機(jī)濾料的新型復(fù)合濾料，這種濾料生產(chǎn)成本低、吸附截污效果好、高效耐用，不產(chǎn)生二次污染。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料，其特征在于:所述的復(fù)合濾料由下列重量份的原料制成:納米碳纖維0.01-0.02、納米氧化鋅3-5、N，K亞甲基雙丙烯酰胺0.8-1,200-300目膨脹珍珠巖20-25、300-400目炭化農(nóng)作物秸桿粉10-13、聚丙烯30-35、松香2-3、偏硅酸鈉1-1.5、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1-2、水30-40、無(wú)水酒精4-8 ；所述的一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料的制備方法，包含以下步驟:
(O先將納米碳纖維投入無(wú)水乙醇中，高速攪拌使其分散均勻，隨后再加入膨脹珍珠巖、偏硅酸鈉及水，浸泡40-60min后攪拌均勻，隨后再加入炭化農(nóng)作物秸桿粉，高速攪拌混合40-50min，最后將混合物料熱風(fēng)干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉備用；
(2)將聚丙烯與松香、納米氧化鋅、N，N'亞甲基雙丙烯酰胺混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笸度腚p螺桿擠出機(jī)中在170-180°C溫度下熔融擠出造粒，得改性聚丙烯母粒；
(3)將步驟(I)所得物料與改性聚丙烯母粒及其它剩余成分混合，攪拌均勻后投入熔噴非織造成型設(shè)備中，熔體經(jīng)溫度為200-230°C的熔噴模頭噴絲孔噴出，其中噴絲孔直徑為50-100 μ m，噴出的細(xì)絲在230-250°C的高速熱空氣流作用下拉伸后進(jìn)入接收裝置，待復(fù)合纖維絲在接收裝置上聚集成形，完全冷卻后即得。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明在膨脹珍珠巖、炭化秸桿粉等傳統(tǒng)濾料表面摻混納米碳纖維，改善了材料的表面結(jié)構(gòu)，有效的提高了這些傳統(tǒng)濾料對(duì)污染物的吸附能力，能吸附處理的污染物范圍得到拓寬，而這些改性后的傳統(tǒng)濾料復(fù)合體負(fù)載于改性聚丙烯母粒熔噴制備的纖維細(xì)絲上，最后收集成形后得到的材料具有繁復(fù)、多通道的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)污物的吸附處理時(shí)間加長(zhǎng)，對(duì)污物的除去率更高，同時(shí)在形態(tài)上更為靈活，可以根據(jù)使用環(huán)境和要求制備出多種形態(tài)和尺寸的產(chǎn)品，此外成品的力學(xué)性能也得到改善，形態(tài)穩(wěn)定，不易腐蝕破損，重復(fù)利用率高。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0007]以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料，其特征在于:所述的復(fù)合濾料由下列重量份的原料制成:納米碳纖維0.01、納米氧化鋅4、N1Nr亞甲基雙丙烯酰胺0.8、300目膨脹珍珠巖23、400目炭化農(nóng)作物秸桿粉12、聚丙烯34、松香2.5、偏硅酸鈉1.2、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1.5、水38、無(wú)水酒精6 ；
上述復(fù)合濾料的制備方法包含以下步驟:
(O先將納米碳纖維投入無(wú)水乙醇中，高速攪拌使其分散均勻，隨后再加入膨脹珍珠巖、偏硅酸鈉及水，浸泡50min后攪拌均勻，隨后再加入炭化農(nóng)作物秸桿粉，高速攪拌混合45min，最后將混合物料熱風(fēng)干燥，完全除去水分，破碎成400目微粉備用；
(2)將聚丙烯與松香、納米氧化鋅、N，N'亞甲基雙丙烯酰胺混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笸度腚p螺桿擠出機(jī)中在180°C溫度下熔融擠出造粒，得改性聚丙烯母粒；
(3)將步驟(I)所得物料與改性聚丙烯母粒及其它剩余成分混合，攪拌均勻后投入熔噴非織造成型設(shè)備中，熔體經(jīng)溫度為220 V的熔噴模頭噴絲孔噴出，其中噴絲孔直徑為60 μ m，噴出的細(xì)絲在245°C的高速熱空氣流作用下拉伸后進(jìn)入接收裝置，待復(fù)合纖維絲在接收裝置上聚集成形，完全冷卻后即得。
[0009]制備得到的復(fù)合濾料克重為226g/m2，孔隙率為82%，斷裂伸長(zhǎng)率為435%，斷裂強(qiáng)度為18.2MPa，彎曲模量為29.4MPa，磨損率彡0.5%，產(chǎn)品對(duì)污水中氨氮除去率達(dá)94%，COD除去率達(dá)98%，重金屬除去率達(dá)90%，濁度除去率達(dá)85%，過(guò)濾周期較常規(guī)材料平均提高68%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料，其特征在于:所述的復(fù)合濾料由下列重量份的原料制成:納米碳纖維0.01-0.02、納米氧化鋅3-5、N，Nr亞甲基雙丙烯酰胺0.8-1,200-300目膨脹珍珠巖20-25、300-400目炭化農(nóng)作物秸桿粉10-13、聚丙烯30-35、松香2-3、偏硅酸鈉1-1.5、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1-2、水30-40、無(wú)水酒精4-8。
2.如權(quán)利要求1所述的一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟: (1)先將納米碳纖維投入無(wú)水乙醇中，高速攪拌使其分散均勻，隨后再加入膨脹珍珠巖、偏硅酸鈉及水，浸泡40-60min后攪拌均勻，隨后再加入炭化農(nóng)作物秸桿粉，高速攪拌混合40-50min，最后將混合物料熱風(fēng)干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉備用； (2)將聚丙烯與松香、納米氧化鋅、N，N'亞甲基雙丙烯酰胺混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笸度腚p螺桿擠出機(jī)中在170-180°C溫度下熔融擠出造粒，得改性聚丙烯母粒； (3)將步驟(I)所得物料與改性聚丙烯母粒及其它剩余成分混合，攪拌均勻后投入熔噴非織造成型設(shè)備中，熔體經(jīng)溫度為200-230°C的熔噴模頭噴絲孔噴出，其中噴絲孔直徑為50-100 μ m，噴出的細(xì)絲在230-250°C的高速熱空氣流作用下拉伸后進(jìn)入接收裝置，待復(fù)合纖維絲在接收裝置上聚集成形，完全冷卻后即得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污水處理用濾料，具體涉及一種污水處理用熔噴聚丙烯摻混納米碳纖維的高強(qiáng)度復(fù)合濾料及其制備方法，該材料由下列重量份的原料制成：納米碳纖維0.01-0.02、納米氧化鋅3-5、N,N′亞甲基雙丙烯酰胺0.8-1、200-300目膨脹珍珠巖20-25、300-400目炭化農(nóng)作物秸稈粉10-13、聚丙烯30-35、松香2-3、偏硅酸鈉1-1.5、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1-2、水30-40、無(wú)水酒精4-8；本發(fā)明將改性傳統(tǒng)濾料復(fù)合體負(fù)載于改性聚丙烯母粒熔噴纖維細(xì)絲上，制成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體濾料，污水處理高效穩(wěn)定，產(chǎn)品形態(tài)靈活多變，強(qiáng)度高，韌性好，不易腐蝕破損，重復(fù)利用率高。
【IPC分類】D01F1-10, D01F9-12, B01D39-14, D01F6-46
【公開(kāi)號(hào)】CN104759160
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510118433
【發(fā)明人】金鑫, 胡輝
【申請(qǐng)人】蚌埠首創(chuàng)濾清器有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日