[發(fā)明專利]一種改性濾材及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011120595.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112337190A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉燕;王皓;包永威;代豐;張瀚洋;王偉;張劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): B01D39/14
• 分類號(hào): B01D39/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發(fā)明屬于水過(guò)濾領(lǐng)域，具體涉及一種改性濾材及制備方法。方法包括如下步驟：將由水性丙烯酸樹(shù)脂、稀土化合物、潤(rùn)濕劑、消泡劑和去離子水組成的改性劑乳液作為施膠劑施加在由微纖維玻璃棉和質(zhì)量百分比為0?20％的骨架纖維制成的濾材基材上，后續(xù)處理后制得稀土改性的玻纖復(fù)合濾材。本發(fā)明將稀土引入濾材改性劑中可以高效顯著地提升玻纖表面改性層的致密性，進(jìn)而提高濾紙的抗高溫化學(xué)析出性能，并避免了傳統(tǒng)偶聯(lián)劑使用過(guò)程中存在的使用量大卻效率不高的浪費(fèi)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水過(guò)濾領(lǐng)域，具體涉及一種改性濾材及制備方法。

背景技術(shù)

玻纖濾材采用傳統(tǒng)濕法造紙成型工藝制成，主要原料為微玻璃纖維棉。由于玻纖濾材具有孔徑大小及分布方式多樣、納污容量高、低流體阻力等優(yōu)點(diǎn)，在水過(guò)濾分離領(lǐng)域備受推崇，應(yīng)用廣泛。然而，在水環(huán)境中玻璃纖維硅氧骨架遭受氫氧根離子攻擊破壞，會(huì)引起表層結(jié)構(gòu)破壞、溶解并析出SiO₂，致使濾材的壽命縮短，同時(shí)SiO₂也會(huì)影響水質(zhì)；在高溫下這種侵蝕速率會(huì)加快，SiO₂析出更嚴(yán)重。

為了解決上述問(wèn)題，通常在玻纖濾材的生產(chǎn)過(guò)程中加入粘接劑或施膠劑等，在玻璃纖維表面形成保護(hù)層減緩侵蝕，并輔以偶聯(lián)劑提高玻纖與保護(hù)層的結(jié)合程度。

丙烯酸樹(shù)脂是一種常采用的粘接劑及改性劑，其耐溫性較好，并能對(duì)濾材起到一定的保護(hù)作用，但是在某些嚴(yán)苛的工況條件中，丙烯酸樹(shù)脂的耐溫性及耐化學(xué)腐蝕性不足以滿足使用要求，改性濾材在溫度較高工況下，會(huì)出現(xiàn)侵蝕嚴(yán)重，SiO₂析出較高，使用壽命縮短的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改性濾材及制備方法，采用了稀土化合物對(duì)水性丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，能夠高效顯著地提高濾材耐熱性能，抑制玻纖濾材在溫度較高工況下SiO₂的析出。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種改性濾材，采用含有稀土元素的改性劑對(duì)玻纖濾材基材進(jìn)行改性。

一種改性濾材的制備方法，包括如下步驟：將由水性丙烯酸樹(shù)脂、稀土化合物、潤(rùn)濕劑、消泡劑和去離子水組成的改性劑乳液作為施膠劑施加在由微纖維玻璃棉和質(zhì)量百分比為0-20％的骨架纖維制成的濾材基材上，后續(xù)處理后制得稀土改性的玻纖復(fù)合濾材。

進(jìn)一步的，所述改性劑乳液中水性丙烯酸樹(shù)脂、稀土化合物、潤(rùn)濕劑、消泡劑和去離子水的組成以質(zhì)量百分比計(jì)為5％-40％的水性丙烯酸樹(shù)脂、0.01％-0.5％的稀土化合物、0.01％-5％的潤(rùn)濕劑、0.01％-0.5％的消泡劑和54％-94.97％的去離子水。

進(jìn)一步的，所述改性劑乳液的制備方法如下：將配置改性劑所需去離子水加入容器中，再依次加入丙烯酸樹(shù)脂、稀土化合物、潤(rùn)濕劑、消泡劑，在攪拌速度為100-500r/min的條件下攪拌5-30min制得改性劑乳液。

進(jìn)一步的，所述水性丙烯酸樹(shù)脂選自純丙樹(shù)脂、苯丙樹(shù)脂、環(huán)氧改性苯丙樹(shù)脂、有機(jī)氟改性苯丙樹(shù)脂、有機(jī)硅改性苯丙樹(shù)脂、醋丙樹(shù)脂、叔丙樹(shù)脂和硅丙樹(shù)脂中的至少一種；

所述稀土化合物中的稀土元素為鑭、鈰、銪、鋱或釹元素的一種或幾種，稀土化合物為稀土的氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽的一種或幾種；

所述潤(rùn)濕劑選自聚氧乙烯類化合物、辛基酚乙氧基化合物、炔二醇乙氧基化合物、有機(jī)硅類潤(rùn)濕劑的一種或多種；

所述消泡劑選自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷中的一種或多種；

所述聚氧乙烯類化合物選自聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，濾材基材的制備方法如下：

將由微纖維玻璃棉和質(zhì)量百分比為0-20％的骨架纖維組成的纖維原料加水及分散劑，均勻分散得到纖維漿料；