[發明專利]一種利用3d打印技術制備的過濾膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201611213123.9
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106582570A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 覃楊華
• 申請（專利權）人: 南寧夢幻三體環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于膜材料制備技術領域，具體涉及一種利用3d打印技術制備的過濾膜及其制備方法。

【背景技術】

VOCs的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。VOCs是揮發性有機化合物的英文簡稱，通常所說的墻面漆中對人體有害的化學物質(重金屬除外)就是指VOCs。這些揮發性有機化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯類等物質。當房間里VOCs達到一定濃度時，會引起頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴重時甚至引發抽搐、昏迷，傷害肝臟、腎臟、大腦和神經系統，造成記憶力減退等嚴重后果。

我們居室中的VOCs主要來源于乳膠漆、墻紙、地面、絕熱材料、粘結劑、涂料等裝修材料。中國的《室內裝飾裝修材料有害物含量》規定：墻面漆中的VOCs含量須≤200克/升；環境標志認證標準也要求墻面漆除水后的VOCs含量要≤80克/升；發達國家的標準則更嚴苛，如歐盟標準中墻面漆的VOCs含量須≤75克/升。

隨著經濟快速發展，現在揮發性有機物VOCs產生量大，各種裝修家居，室內以及不同的方式產生了許多的揮發性有機物，對人體危害大，不易察覺。然而現有技術難于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化學法治理VOCs也會產生二次污染等問題，使得方法復雜而難于達到高效簡便地治理VOCs，此外還存在著處理成本高的問題。

吸附法是目前處理揮發性有機物的一種廣泛采用的方法，其具有方法簡單、處理成本低、處理量大的特點。但是現有的吸附法存在一些突出的缺點，例如吸附效率低、對于低濃度VOC氣體吸附效果不佳、吸附劑的吸附容量不高。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題是提供一種利用3d打印技術制備的過濾膜，以解決現有技術難于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化學法治理VOCs也會產生二次污染，以及處理成本高等問題。本發明的利用3d打印技術制備的過濾膜中含有石墨烯、硅酸鹽等混合成分，具有耐高溫高壓，耐腐蝕，抗震性能好等特點；本發明的利用3d打印技術制備的過濾膜吸收VOCs等有毒氣體效率高，工藝簡單，制備成本低。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種利用3d打印技術制備的過濾膜，以重量份為單位，包括以下原料：蒙脫石80-124份、水滑石52-78份、硅酸鈉20-36份、活性炭23-32份、沸石15-22份、高嶺土13-19份、碳纖維10-18份、鈦酸異丙酯5-8份、甲基異丁基酮6-9份、玻璃纖維3-5份、石墨烯1-2份、引發劑0.3-0.5份、催化劑0.5-0.8份、增粘劑0.4-0.7份、增韌劑1.2-2份、聚凝劑0.8-1.2份、穩定劑0.5-0.8份。

優選地，所述引發劑為過氧化二碳酸二異丙酯。

優選地，所述催化劑為鉑催化劑。

優選地，所述增粘劑為丙基三甲氧基硅烷。

優選地，所述增韌劑為聚丙二烯橡膠。

優選地，所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

優選地，所述穩定劑為有機錫穩定劑。

本發明還提供一種利用3d打印技術制備的過濾膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將蒙脫石、水滑石、硅酸鈉、活性炭、沸石、高嶺土浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干至含水量≤2％，再接著將烘干的蒙脫石、水滑石、硅酸鈉、活性炭、沸石、高嶺土，以及碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機中，在轉速為1000-1200r/min下粉碎1-1.5h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發劑、催化劑、增韌劑攪拌2-3h后放入納米粉碎機粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、增粘劑、聚凝劑、穩定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結3D打印機中利用電腦設計成的膜三維文件，其中設計孔徑為0.01-0.08nm，打印層厚為0.05-0.12nm，將步驟S3制得的混合物C經過鋪粉輥鋪粉，再經過激光掃描后瞬間在激光點處形成高溫層層疊加融合，經冷卻至室溫，制得孔徑均勻的利用3d打印技術制備的過濾膜。

優選地，步驟S2中所述攪拌是在溫度為220-260℃，轉速為400-600r/min下進行的。

優選地，步驟S4中所述激光點的溫度為1500℃以上。

本發明具有以下有益效果：