[发明专利]一种硅藻土纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硅藻土纤维及其制备方法，属于复合材料领域。一种硅藻土纤维的制备方法，是将硅藻土、球磨介质和去离子水按1:6～9:4～7的比例进行混合，加入分散剂，球磨4～12h，静置3～8h后取上层清液，将清液再静置9～14h，对下层沉积的硅藻土进行干燥，研磨得超细化硅藻土颗粒；将超细化硅藻土颗粒与浓度为10％～15％的聚乙烯醇溶液按质量比为0.5～3:3混合，30～50℃下搅拌均匀后超声处理15～30min，降至常温后得纺丝液，利用该纺丝液进行静电纺丝。本发明所述硅藻土纤维的制备方法操作简单，原料价格低廉，反应条件温和，绿色友好，经济性好。

技术领域

本发明涉及一种硅藻土纤维及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

硅藻土是一种具有天然微孔结构的非金属矿物，自身具有许多天然的小孔，而且滤层中存在的不规则孔道较长，几乎分布于整个滤饼层。这将有利于形成高度渗透性的过滤层，能够截留0.1-1μm大小杂质微粒，使滤液达到高度洁净，从而提高过滤的质量，所以硅藻土是一种理想的过滤介质。

近些年，有关硅藻土纤维制备代表性的专利有：“一种硅藻土纤维的制备方法”，主要应用于室内吸附领域，生产方法采用两步法，第一步首先制备出硅藻土纳米粉体，第二步硅藻土纳米粉体和聚合物进行熔融纺丝。熔融纺丝法制备的工艺复杂，导致成本增加，而且得到的纤维很难达到纳米级；“一种硅藻土复合吸附剂的制备方法”，主要应用于吸附领域方面，其生产方法是将硅藻土粉碎，在闪烧改性后的硅藻土中加入发泡剂，在高速混合机中混合后添加壳聚糖溶液，用造粒机进行造粒，将所得造粒在烘箱中加热发泡，制得成品。该发明的生产工艺复杂，而且硅藻土进行烧结后，硅藻土中的孔结构的塌陷，导致其比表面积降低，会降低硅藻土的吸附效率，而且颗粒状的吸附成品，在一定程度上会限制其应用领域；“硅藻土复合微滤膜”应用于环保领域，主要是由木纤维、棉纤维、硅藻土和特种吸附材料组成。这种方法制备微滤的膜中介质易流失，容易污染滤液，同时其利用率也会降低。

发明内容

本发明是针对目前制备硅藻土纤维的方法工艺复杂、硅藻土介质易流失存在的问题，提供一种基于静电纺丝技术制备硅藻土纤维方法，本发明使用廉价原料硅藻土与聚合物进行混合，可通过静电纺丝技术制备出的硅藻土纤维。该方法制备工艺简单、原料价格低廉、所得的纤维中硅藻土介质不易流失等优点，制备的硅藻土纤维将会在过滤吸附方面有着广泛的应用。

一种硅藻土纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)超细化硅藻土颗粒制备：将硅藻土、球磨介质和去离子水按质量比为1:6～9:4～7进行混合，加入分散剂，球磨4～12h，静置3～8h后取上层清液，将清液再静置9～14h，对下层沉积的硅藻土进行干燥，研磨得超细化硅藻土颗粒；

2)硅藻土纤维的制备：将超细化硅藻土颗粒与浓度为10％～15％的聚乙烯醇溶液按质量比为0.5～3:3混合，30～50℃下搅拌均匀后超声处理15～30min，降至常温后得纺丝液，利用该纺丝液进行静电纺丝。

上述技术方案中，所述硅藻土是将天然开采的硅藻土于500～800℃煅烧0.5～2h后获得的硅藻土。

上述技术方案中，所述球磨技术于现有技术公开的球磨机中进行，优选地，所述球磨优选在行星式机械球磨机中进行。

上述技术方案中，所述球磨介质优选为刚玉球。

上述技术方案中，所述球磨时间为4h～12h，进一步，优选球磨时间为6h。

进一步地，优选在转速300～350r/min下进行球磨。

上述技术方案中，优选将球磨所得混合物静置6h后取上层清液，将清液再静置12h，对下层沉积的硅藻土进行干燥，研磨得超细化硅藻土颗粒。

上述技术方案中，所述干燥优选在80℃烘箱中干燥2～4h。

上述技术方案中，优选聚乙烯醇的相对分子量为67000。