[发明专利]一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性蛭石的高疏水复合滤料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理用滤料，具体涉及一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性蛭石的高疏水复合滤料及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，水污染日益加重，污染物成分和含量更加难以掌控，对水处理技术的要求越来越高，原有的常规处理材料显然已经不能满足生产所需，要提高水处理的效率，需要从源头上提高水质处理效果，而改善滤料的使用性能无疑是最直接最高效的方法，目前使用较为广泛的滤料主要有石英砂滤料、无烟煤滤料、火山岩滤料以及植物纤维类滤料等，这些滤料在使用时各具优劣，总体来说，提高这些滤料的使用效率、降低生产成本仍是需要解决的问题。

聚丙烯熔喷材料是一种新型的过滤材料，其纤维间相互缠结，结构空隙小，呈立体网状结构，且产品灵活性强，可以根据需要制成多种形状，具有滤阻低、滤效高、产量高、成本低、不易破损等优点，已有的研究表明其在污水处理领域大有可为，然而单纯的聚丙烯熔喷成型的滤料强度和耐久性较差，对污物的吸附能力有待提高。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有材料的不足，将聚丙烯熔喷过滤材料与传统有机、无机滤料相结合，扬长避短，提供一种以熔喷聚丙烯作为载体，负载有高效吸附性能的有机、无机滤料的新型复合滤料，这种滤料生产成本低、吸附截污效果好、高效耐用，不产生二次污染。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性蛭石的高疏水复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：300-400目蛭石粉22-26、多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球3-5、300-400目炭化油性植物果壳粉10-14、聚丙烯28-34、松香2-3、硅烷偶联剂KH-550 1-2、硅微粉3-4、12-羟基硬脂酸1-2、无水乙醇30-40；

所述的一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性蛭石的高疏水复合滤料的制备方法，包含以下步骤：

（1）先将12-羟基硬脂酸投入无水乙醇中，待其完全溶解后，将蛭石粉、炭化油性植物果壳粉投入，密闭浸泡30-40h，随后将处理后的混合物料热风干燥，完全除去溶剂，得粉体备用；

（2）将聚丙烯与松香、硅微粉、多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在170-180℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；

（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余成分混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为200-220℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为50-100μm，喷出的细丝在230-250℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。

本发明的有益效果:

本发明利用含有12-羟基硬脂酸的乙醇溶液对蛭石粉、炭化油性植物果壳粉进行浸泡改性处理，改善了微粉的性能，提高粉体表面的疏水性，其与聚丙烯母粒的相容性好，改性后的复合滤料微粉负载于改性聚丙烯母粒熔喷制备的纤维细丝上收集成形后得到具有繁复、多通道的立体网络结构的材料，这种结构对污物的除去率更高，疏水耐油，对多种有机物有优良的吸附能力，同时在形态上更为灵活，可以根据使用环境和要求制备出多种形态和尺寸的产品，此外成品的机械性能也得到改善，形态稳定，重复利用率高。

具体实施方式

实施例

以下将结合实施例对本发明做进一步说明。

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性蛭石的高疏水复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：300目蛭石粉24、多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球4、300目炭化油性植物果壳粉12、聚丙烯32、松香2.5、硅烷偶联剂KH-550 1.5、硅微粉3、12-羟基硬脂酸1.5、无水乙醇38；

上述复合滤料的制备方法包含以下步骤：

（1）先将12-羟基硬脂酸投入无水乙醇中，待其完全溶解后，将蛭石粉、炭化油性植物果壳粉投入，密闭浸泡38h，随后将处理后的混合物料热风干燥，完全除去溶剂，得粉体备用；

（2）将聚丙烯与松香、硅微粉、多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在180℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；

（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余成分混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为210℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为60μm，喷出的细丝在230℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。

制备得到的复合滤料克重为238g/m²，孔隙率为75%，断裂伸长率为342%，断裂强度为18.5MPa，弯曲模量为35.1MPa，磨损率≤0.5%，水接触角为145°±5°，表现出较好的疏水性，产品对污水中氨氮除去率达90%，COD除去率达90%，重金属除去率达92%，浊度除去率达80%，过滤周期较常规材料平均提高60%。