[发明专利]一种改性滤材及制备方法

说明书

本发明属于水过滤领域，具体涉及一种改性滤材及制备方法。方法包括如下步骤：将由水性丙烯酸树脂、稀土化合物、润湿剂、消泡剂和去离子水组成的改性剂乳液作为施胶剂施加在由微纤维玻璃棉和质量百分比为0‑20％的骨架纤维制成的滤材基材上，后续处理后制得稀土改性的玻纤复合滤材。本发明将稀土引入滤材改性剂中可以高效显著地提升玻纤表面改性层的致密性，进而提高滤纸的抗高温化学析出性能，并避免了传统偶联剂使用过程中存在的使用量大却效率不高的浪费问题。

技术领域

本发明属于水过滤领域，具体涉及一种改性滤材及制备方法。

背景技术

玻纤滤材采用传统湿法造纸成型工艺制成，主要原料为微玻璃纤维棉。由于玻纤滤材具有孔径大小及分布方式多样、纳污容量高、低流体阻力等优点，在水过滤分离领域备受推崇，应用广泛。然而，在水环境中玻璃纤维硅氧骨架遭受氢氧根离子攻击破坏，会引起表层结构破坏、溶解并析出SiO₂，致使滤材的寿命缩短，同时SiO₂也会影响水质；在高温下这种侵蚀速率会加快，SiO₂析出更严重。

为了解决上述问题，通常在玻纤滤材的生产过程中加入粘接剂或施胶剂等，在玻璃纤维表面形成保护层减缓侵蚀，并辅以偶联剂提高玻纤与保护层的结合程度。

丙烯酸树脂是一种常采用的粘接剂及改性剂，其耐温性较好，并能对滤材起到一定的保护作用，但是在某些严苛的工况条件中，丙烯酸树脂的耐温性及耐化学腐蚀性不足以满足使用要求，改性滤材在温度较高工况下，会出现侵蚀严重，SiO₂析出较高，使用寿命缩短的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性滤材及制备方法，采用了稀土化合物对水性丙烯酸树脂进行改性，能够高效显著地提高滤材耐热性能，抑制玻纤滤材在温度较高工况下SiO₂的析出。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种改性滤材，采用含有稀土元素的改性剂对玻纤滤材基材进行改性。

一种改性滤材的制备方法，包括如下步骤：将由水性丙烯酸树脂、稀土化合物、润湿剂、消泡剂和去离子水组成的改性剂乳液作为施胶剂施加在由微纤维玻璃棉和质量百分比为0-20％的骨架纤维制成的滤材基材上，后续处理后制得稀土改性的玻纤复合滤材。

进一步的，所述改性剂乳液中水性丙烯酸树脂、稀土化合物、润湿剂、消泡剂和去离子水的组成以质量百分比计为5％-40％的水性丙烯酸树脂、0.01％-0.5％的稀土化合物、0.01％-5％的润湿剂、0.01％-0.5％的消泡剂和54％-94.97％的去离子水。

进一步的，所述改性剂乳液的制备方法如下：将配置改性剂所需去离子水加入容器中，再依次加入丙烯酸树脂、稀土化合物、润湿剂、消泡剂，在搅拌速度为100-500r/min的条件下搅拌5-30min制得改性剂乳液。

进一步的，所述水性丙烯酸树脂选自纯丙树脂、苯丙树脂、环氧改性苯丙树脂、有机氟改性苯丙树脂、有机硅改性苯丙树脂、醋丙树脂、叔丙树脂和硅丙树脂中的至少一种；

所述稀土化合物中的稀土元素为镧、铈、銪、铽或钕元素的一种或几种，稀土化合物为稀土的氯化物、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐的一种或几种；

所述润湿剂选自聚氧乙烯类化合物、辛基酚乙氧基化合物、炔二醇乙氧基化合物、有机硅类润湿剂的一种或多种；

所述消泡剂选自聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷中的一种或多种；

所述聚氧乙烯类化合物选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种或几种。

进一步的，滤材基材的制备方法如下：

将由微纤维玻璃棉和质量百分比为0-20％的骨架纤维组成的纤维原料加水及分散剂，均匀分散得到纤维浆料；