涂层过滤材料及其制造方法 本发明属于固液分离用的过滤材料及其制造方法。
现有的过滤介质分为三类,一是机织滤布;二为非编织滤布,如针刺毡等;三为刚性多孔介质,如微孔陶瓷、烧结金属网等。机织滤布和非编织滤布有以下一些问题:
1、滤布孔隙太大,往往过滤初期流速较大,但过滤一段时间后,固体颗粒就会进入介质孔隙,使过滤效率迅速下降,需要不断反冲洗才能维持正常生产;
2、在微压差(<1500Pa)下透水性太强,不能作为隔膜使用维持介质两边的液位差,例如镍电解过程中分隔阴阳极电解液,除非大幅度提高针织密度和滤布厚度(大大增加成本);
3、滤液浊度高,一方面造成有价成分流失,另一方面又容易造成环境污染;
4、滤布使用寿命短,因在过滤过程中易被堵塞,在较短的时间内,空隙率大为降低,虽然可用水反冲洗再生,但再生能力有限。一般8-30天就需更换一次,造成较大的经济损失;
5、回收微细颗粒比较困难。
近年来,过滤材料及其制造技术又有新的发展,出现了涂层过滤材料。如美国Gore-Tex公司采用层压涂层技术制造微孔薄膜滤布;中国东北大学康勇等人采用凝固浴技术制造微孔薄膜滤布。前者是以拉制好的聚四氟乙烯等薄膜通过层压技术粘附在普通的机织滤布上,形成微孔薄膜复合过滤介质,因而工艺复杂,成本高,且基布与薄膜粘附不牢固易脱落;后者是先在普通机织滤布表面上刮涂涂层剂,再在凝固浴中浸泡,然后进行干燥,虽然与前者比较,成本较低,但仍存在工艺复杂,凝固浴不易处理等缺点。此外,用上述两种方法制造的复合微孔薄膜滤布在低压下透水性很差,或几乎不透水,难用于真空过滤和作为隔膜使用。
本发明的目的在于提供一种既可广泛应用于各种过滤设备,又可作为隔膜使用的固液分离材料以及生产工艺简单,加工成本低的制造方法。
本发明是通过以下技术方案实现其发明目的的。
以涤纶、丙纶长丝平纹或斜纹机织滤布为基布,在基布表面上涂上涂层剂形成涂层过滤介质。
制造方法如下:首先选择涤纶、丙纶长丝平纹或斜纹机织滤布为基布,将基布固定在平整光滑的玻璃或其它材料的平板上,再将配制好的涂层剂均匀地分配到基布上,然后用涂层刀刮涂,将涂层后的滤布放入干燥箱内二次干燥,第一次温度为40℃-50℃,干燥时间为10-20分钟;第二次温度为100℃-120℃,干燥时间为10-20分钟。按以上方法既可制成本发明的涂层过滤材料。涂层剂配方为二甲基甲酰胺溶解的聚胺酯,浓度为20-50%,;加入成孔剂乙二醇单甲醚,添加剂聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯超细粉。其中二甲基甲酰胺∶乙二醇单甲醚为1∶1-2;聚胺酯∶聚偏氟乙烯∶聚四氟乙烯为1-3∶1-4∶1。
本发明与现有的机织滤布和非编织滤布相比具有以下优点:
1、孔隙发达、孔径小,因为该介质是在普通的机织过滤滤布上涂层后,经干燥成孔剂挥发而成孔的。用这种介质进行过滤时,主要进行地是表面过滤,固体颗粒几乎无法进入介质内部,因而过滤效果几乎不会因过滤时间的延长而减小;
2、滤液清澈,浊度低,过滤时几乎所有的固体颗粒都无法通过,因而滤液的浊度极小;
3、滤布抗堵,寿命长,本发明的过滤介质孔隙小,几乎不被堵塞,因而过滤机在正常的工作状态下,使用寿命较长,除非受锋利的器物划伤,冲击等机械损坏。涂层和基布粘接紧密且具有较高的化学惰性,不会和基布剥离或被其它物质腐蚀。
本发明与层压涂层微孔薄膜过滤介质和凝固浴涂层过滤介质相比具有应用广泛,功能强等特点,层压涂层微孔薄膜过滤介质和凝固浴涂层过滤介质只适宜高压过滤,而不适宜真空过滤,更不适宜于作隔膜,而本发明的涂层过滤材料可适宜于各种过滤设备,包括真空过滤机,而且还可用作隔膜材料,例如可用于镍电解生产过程中以隔开阴阳极电解液。其制造方法与层压涂层和凝固浴涂层方法相比,具有工艺简单,成本低的优点。
实施例1:首先选择基布,采用涤纶机织滤布为基布,将其固定在平整光滑的玻璃板上,再将配制好的涂层剂均匀地分配到基布上,涂层剂配方为二甲基甲酰胺溶解的聚胺酯,浓度为30%,;加入成孔剂乙二醇单甲醚,添加剂聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯超细粉。其中二甲基甲酰胺∶乙二醇单甲醚为1∶1,聚胺酯∶聚偏氟乙烯∶聚四氟乙烯为3∶1∶1,然后用涂层刀刮涂,将涂层后的滤布放人干燥箱内二次干燥,第一次温度为40℃,时间为20分钟;第二次温度为100℃,时间为20分钟。
实施例2:首先选择基布,采用丙纶长丝机织滤布为基布,将其固定在平整光滑的玻璃板上,再将配制好的涂层剂均匀地分配到基布上,然后用涂层刀刮涂,将涂层后的滤布放入干燥箱内二次干燥,第一次温度为50℃,干燥时间为10分钟;第二次温度为120℃,干燥时间为10分钟。涂层剂配方为二甲基甲酰胺溶解的聚胺酯,浓度为50%,加入成孔剂乙二醇单甲醚,添加剂聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯超细粉。其中二甲基甲酰胺∶乙二醇单甲醚为1∶1.5;聚胺酯∶聚偏氟乙烯∶聚四氟乙烯为3∶4∶3。