CN103205014B - 过滤用聚丙烯发泡滤珠及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料或过滤技术领域，涉及过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，选用聚丙烯为基料，用超临界二氧化碳作为发泡剂，在超临界二氧化碳/聚丙烯发泡挤出机上安装发泡滤珠机头，加入聚丙烯、成核剂经挤出机混炼后，注入二氧化碳，在上阶挤出机及下阶挤出机的混合、塑炼下，将二氧化碳、聚丙烯及成核剂原料形成均一溶液，待稳定挤出后，即可得到侧壁开孔率在90%以上、中间有一个通孔、侧壁布满微孔的过滤用聚丙烯发泡管，经过空气自然冷却或风冷装置冷却后，用专用切粒机切粒即可制备出过滤用的聚丙烯发泡滤珠，优点是：本发明制备出的产品耐温高，耐冲洗，堵塞率低，使用寿命长，适用于低温及高温的环境做滤材使用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料或过滤技术领域，特指一种过滤用聚丙烯发泡滤珠及其制备方法。
背景技术
随着工业的发展，大气及水资源的污染越来越严重，造成资源越来越匮乏。为了减轻环境污染，对于被污染的空气和水必须经过过滤净化后符合国家排放标准后才能排放。一些工业企业的污染物以及生活污水都必须通过过滤净化处理。在过滤净化处理工艺中，对处理能力及运行效果起关键作用的就是滤料。用于过滤净化处理工艺中的滤料可以分为无机滤料和有机高分子滤料；根据滤料密度不同，可分为上浮式滤料和沉没式滤料；无机滤料一般为沉没式滤料，有机高分子滤料一般为上浮式滤料。常见的无机滤料有陶粒、焦炭、石英砂、活性炭和膨胀硅铝酸盐等，有机高分子滤料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯及一些发泡滤珠等。
在污水处理工艺中主要有过滤、净化以及曝气生物滤池三种工艺。这三种工艺中，过滤与净化工艺所使用的滤料主要用开孔型多孔材料，依靠开放式的多孔来过滤和净化水中的悬浮物或小颗粒，其中，无机滤料有，多孔陶粒、焦炭、活性炭以及膨胀硅铝酸盐；有机滤料主要有开孔型发泡滤珠。曝气生物滤池工艺主要用于二级或三级水处理工艺中，常用的无机滤料以及有机高分子滤料均可使用。
在大气处理工艺中，主要是过滤与净化工艺。为了除去被污染的空气中的尘埃或颗粒物，所选用的滤料是开孔型多孔性材料。在压力的作用下，空气通过开孔型多孔性材料时，材料的孔隙可以将很小的颗粒物吸附于材料表面及孔隙中而起到净化空气的作用。因此，所用多孔型材料一般必须是微孔材料而且是开孔型的，特别是对PM2.5的颗粒物的过滤与净化更加明显。现在所使用的滤料主要有，无机滤料中的活性炭与有机滤料中的高分子发泡滤珠，主要是EPS发泡滤珠。
目前，在污水处理以及空气过滤净化中所选用的材料中存在很多缺点。无机滤料属于沉没式滤料，在冲洗与压力作用下极易产生磨损，所以，寿命较短，一般在2～3年。另外，无机滤料中的多孔性材料虽然为开孔性材料，但是，一般是用烧结工艺制备的，从而造成泡孔较大，应用范围受到很大限制。无机滤料不易回收，在生产加工以及使用中易对环境造成二次污染。
有机高分子滤料目前使用较多的是EPS发泡滤珠、不发泡的带孔挤出材料以及中空闭孔型发泡聚丙烯。由于工艺及材料的原因，EPS发泡滤珠一般为纯闭孔型结构，而且，EPS的熔点较低，一般耐温仅80℃，比水的沸点还低，无法用于高温的场合。由于属于闭孔型结构，在过滤与净化工艺中运行效率低下而且成本相对很高。不发泡的带孔挤出材料与中空闭孔型发泡聚丙烯的使用也会大大受限，由于生产工艺的原因，孔都是非常大的，一般在1mm以上，也无法完全用于污水处理和空气过滤净化的全部工艺中。
衡量污水处理和空气过滤净化中的滤料性能的一个重要指标是比表面积，目前的有机高分子滤料要么为闭孔型结构材料，要么是为了增大比表面积而制成中空型结构，但是，其比表面积的增加均不如纯开孔型发泡材料。目前的有机高分子滤料与多孔型无机滤料相比，其比表面积更小。
发明内容
本发明的目的是提供一种中空开孔型的过滤用聚丙烯发泡滤珠及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，选用耐温点在130℃以上、熔点在150℃以上的聚丙烯为基料，用超临界二氧化碳作为发泡剂，在超临界二氧化碳/聚丙烯发泡挤出机上安装中空开孔型的聚丙烯发泡滤珠机头，加入聚丙烯、成核剂经挤出机混炼后，注入一定量的二氧化碳，然后在上阶挤出机及下阶挤出机的混合、塑炼下，将二氧化碳、聚丙烯及成核剂原料形成均一溶液，此时的上阶挤出机的工艺温度设定为高于聚丙烯熔点25～35℃，注气段温度高于上阶挤出机的工艺温度15～30℃，下阶挤出机的工艺温度及挤出机头温度设定为高于所选聚丙烯熔点10～15℃，待稳定挤出后，即可得到侧壁开孔率在90%以上、中间有一个通孔、侧壁布满微孔的过滤用聚丙烯发泡管，经过空气自然冷却或风冷装置冷却后，用专用切粒机切粒即可制备出过滤用的聚丙烯发泡滤珠。
上述发泡滤珠的外轮廓为圆形或椭圆形或多边形或线段与弧线组合而成的图形。
上述发泡管的侧壁微孔的孔径为100～300μm。
上述挤出机头与制备的工艺条件的改变，使得发泡管的中间的通孔的孔径可调。
用过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法制作出的聚丙烯发泡滤珠。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明的制备方法生产产品时采用的聚丙烯材料是一种环境友好型材料，所以，在整个加工和使用过程中是绿色环保的。
2、本发明的制备方法生产出的发泡滤珠有效的增大了比表面积，而且中间有一个通孔，有效的克服了在使用过程中造成堵塞的现象，聚丙烯发泡滤珠在反冲洗等过程中不会造成磨损，寿命大大延长，可达10～15年之久。
3、本发明的制备方法生产出的产品的耐温高，在130℃以上，适用于低温及高温的环境做过滤滤材。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述：
过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，其特征在于：选用耐温点在130℃以上、熔点在150℃以上的聚丙烯为基料，用超临界二氧化碳作为发泡剂，在超临界二氧化碳/聚丙烯发泡挤出机上安装中空开孔型的聚丙烯发泡滤珠机头，加入聚丙烯、成核剂经挤出机混炼后，注入一定量的二氧化碳，然后在上阶挤出机及下阶挤出机的混合、塑炼下，将二氧化碳（占总重量的0.12%～0.16%）、聚丙烯（占总重量的97.5%～98%）及成核剂（占总重量的2%～2.5%）原料形成均一溶液，此时的上阶挤出机的工艺温度设定为高于聚丙烯熔点25～35℃，注气段温度高于上阶挤出机的工艺温度15～30℃，下阶挤出机的工艺温度及挤出机头温度设定为高于所选聚丙烯熔点10～15℃，待稳定挤出后，即可得到侧壁开孔率在90%以上、中间有一个通孔、侧壁布满微孔的过滤用聚丙烯发泡管，经过空气自然冷却或风冷装置冷却后，用专用切粒机切粒即可制备出过滤用的聚丙烯发泡滤珠。
上述发泡滤珠的外轮廓为圆形或椭圆形或多边形或线段与弧线组合而成的图形。
上述发泡管的侧壁微孔或称泡孔的孔径为100～300μm。
上述挤出机头与制备的工艺条件的改变，使得发泡管的中间的通孔的孔径可调。
用过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法制作出的聚丙烯发泡滤珠。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，其特征在于：选用耐温点在130℃以上、熔点在150℃以上的聚丙烯为基料，用超临界二氧化碳作为发泡剂，在超临界二氧化碳/聚丙烯发泡挤出机上安装中空开孔型的聚丙烯发泡滤珠机头，加入聚丙烯、成核剂经挤出机混炼后，注入一定量的二氧化碳，然后在上阶挤出机及下阶挤出机的混合、塑炼下，将二氧化碳、聚丙烯及成核剂原料形成均一溶液，此时的上阶挤出机的工艺温度设定为高于聚丙烯熔点25～35℃，注气段温度高于上阶挤出机的工艺温度15～30℃，下阶挤出机的工艺温度及挤出机头温度设定为高于所选聚丙烯熔点10～15℃，待稳定挤出后，即可得到侧壁开孔率在90%以上、中间有一个通孔、侧壁布满微孔的过滤用聚丙烯发泡管，经过空气自然冷却或风冷装置冷却后，用专用切粒机切粒即可制备出过滤用的聚丙烯发泡滤珠。
2.根据权利要求1所述的过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，其特征在于：所述发泡滤珠的外轮廓为圆形或椭圆形或多边形或线段与弧线组合而成的图形。
3.根据权利要求1所述的过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，其特征在于：所述发泡管的侧壁微孔的孔径为100～300μm。
4.根据权利要求1所述的过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法，其特征在于：所述挤出机头与制备的工艺条件的改变，使得发泡管的中间的通孔的孔径可调。
5.用权利要求1所述的过滤用聚丙烯发泡滤珠的制备方法制作出的聚丙烯发泡滤珠。
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