本发明专利技术公开一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料，由以下重量份的原料组成：羽毛纤维50‑70，聚酯纤维20‑30，甲基丙烯酸酯24‑35，过硫酸钾2‑6，亚硫酸氢钠3‑6，2%对苯二酚溶液2‑7，去离子水适量，乙醇适量，醋酸缓冲液适量，KH‑570 2‑4，羟基磷灰石粉末14‑25，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺0.5‑1，乳化剂0.5‑1，光引发剂TPO 0.8‑2，氧化石墨烯2‑7，壳聚糖1‑4，缩水甘油三甲基氯化铵0.5‑1，40%氢氧化钠溶液适量。本发明专利技术使用甲基丙烯酸酯接枝改性羽毛纤维，之后利用紫外光接枝将羟基磷灰石负载在改性处理后的羽毛纤维上，提高过滤材料对废水中重金属离子的吸附。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非织造过滤材料制造的
，特别涉及一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料及其备方法。
技术介绍
随着工业的发展，我国城市地面水污染普遍严重，并呈进一步恶化的趋势，同时由于我国淡水资源十分有限，生产和生活用水日趋紧张，污水问题亟待解决。在中水处理工艺中，混凝法较生物法具有占地少、无二次污染的优势，得到了广泛的应用。但是过滤所需的流速大，水头损失大，滤池需经常冲洗，所需能耗大，排放废水量大，限制了中水处理的发展。因此，寻找低能耗的过滤介质将是未来中水处理行业的必然趋势。针刺非织造布是工业中常见的一种过滤介质，不但可以应用在空气过滤领域，还可以应用在液体过滤领域，具有优异的过滤精度，水头损失小。这种过滤材料可以做成普通的过滤器，在水流较急同时又有很多颗粒状污染物的情况下应用，同时也可以在深度过滤中做初级过滤用。应用在污水过滤、净化方面，节省传统污水治理方法的费用，以利于污水资源化。刘莲、俞镇慌等人在其发表的《羽毛非织造液相过滤材料的工艺技术及其性能研究》一文中，将羽毛纤维和热熔纤维混合，采用气流成网技术路径、针刺缠结和热粘合复合加固技术，制备羽毛非织造材料，该非织造材料对可以吸附Ca2+、Mg2+离子，利用其作过滤净化材料即可过滤颗粒杂质，还可以去除掉废水中的重金属离子和染料分子。但是该文章中直接使用没有经过处理的羽毛，其热稳定性差，与混入的低熔点热熔纤维的软化点的温差较小，在热熔固化处理时羽毛纤维容易发生分解，使其吸附性能减弱，作为过滤材料其过滤效果不甚理想。因此，本专利技术使用甲基丙烯酸酯接枝改性羽毛纤维，提高非织造材料的其热稳定性、拉伸性能，另外利用紫外光接枝将羟基磷灰石负载在改性处理后的羽毛纤维上，提高过滤材料对废水中重金属离子的吸附，具有良好的过滤性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料及其制备方法，具有良好的物理化学性能、过滤性能，可以吸附污水中重金属、染料和有机溶剂等有害物质。一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料，由以下重量份的原料组成：羽毛纤维50-70份，聚酯纤维20-30份，甲基丙烯酸酯24-35份，过硫酸钾2-6份，亚硫酸氢钠3-6份，2%对苯二酚溶液2-7份，去离子水适量，乙醇适量，醋酸缓冲液适量，KH-5702-4份，羟基磷灰石粉末14-25份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.5-1份，乳化剂0.5-1份，光引发剂TPO0.8-2份，氧化石墨烯2-7份，壳聚糖1-4份，缩水甘油三甲基氯化铵0.5-1份，40%氢氧化钠溶液适量。具体步骤如下：（1）甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维的制备：将羽毛纤维在去离子水中浸润3-6小时，转移到四颈烧瓶中，滴加稀盐酸溶液调节pH至4.5-6.5，在氮气保护下，添加甲基丙烯酸酯、过硫酸钾和亚硫酸氢钠，控制温度在50-80℃反应1-3小时，之后滴加2%对苯二酚溶液终止反应，收集接枝后的羽毛纤维，用去离子水水洗2-4次，在95-110℃干燥10-14小时至恒重，即得甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维；（2）羟基磷灰石接枝羽毛纤维的制备：①、改性羟基磷灰石的制备：以9/1的体积比配置乙醇/水混合溶液，滴加醋酸缓冲液调节pH至3.5-4.5，加入KH-570，室温水解20-50分钟，加入羟基磷灰石粉末，超声分散后置于水浴中，在60-75℃搅拌反应50-70分钟，升温至75-85℃将溶剂蒸干后，依次使用乙醇和水多次抽洗，干燥、冷却后，即得KH-570改性羟基磷灰石；②、将改性羟基磷灰石加入到去离子水、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、乳化剂的混合液中，采用超声波分散10-30分钟，加入光引发剂TPO，然后将步骤（1）得到的甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维浸轧混合液中，取出后快速放入UV辐射装置中进行紫外光接枝，辐照后洗涤烘干，即得羟基磷灰石接枝羽毛纤维；（3）制毡：①、将聚酯纤维、羽毛纤维混合开松处理后，将梳理机和铺网机接地放电，在温度为15-30℃，湿度为60-90％条件下，将混合纤维喂入梳理机中，然后铺网机铺网，形成混合纤网，，并控制纤网的克重在200-500g/m2；②、将上述混合纤网引入针刺机进行预针刺，针刺密度为200-500针/cm2；形成具有一定强力和密度的素毡，然后进行主针刺，针刺深度控制在6-12mm，针刺密度控制在500-1000针/cm2；（4）对上述针刺处理后的纤网进行热定型加固处理，制得复合针刺毡，待用；（5）氧化石墨烯/壳聚糖插层复合材料的制备：①、向反应器内依次加入40%氢氧化钠溶液、缩水甘油三甲基氯化铵，加热至50-65℃反应3-5小时，得到改性壳聚糖，用醋酸缓冲液调节pH到6.5-8.0，并控制壳聚糖的质量分数为20%；②、将氧化石墨烯分散液与壳聚糖溶液混合，用功率为600W的超声波处理2-3小时，得到氧化石墨烯/壳聚糖插层复合材料，控制质量分数为6.8%；（6）将步骤（5）得到的氧化石墨烯/壳聚糖插层复合材料均匀涂布在步骤（3）制备的复合针刺毡表面上，经过120-150℃预烘3-6分钟，170-220℃烘焙5-10分钟，制得所需针刺过滤材料。其中，所述的热定型加固处理的温度在150-190℃，热定型的时间5-15分钟。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术使用甲基丙烯酸酯接枝改性后的羽毛纤维热分解温度高达300℃以上，具有更高的热稳定性，与聚酯纤维混合，在加工非织造布时，纤网通过热定型加固处理时聚酯纤维在纤维交叉点上形成熔融粘合，冷却后，羽毛纤维仍保持原有的吸附性能，缠绕、穿插在聚酯纤维中，制造的非织造复合针刺过滤材料具有良好的拉伸强力、撕裂强力，具有良好的过滤材性能。（2）羟基磷灰石具有超大的比表面积及其特殊的晶体结构，使其对大多数重金属离子和有机污染物都具有良好的吸附固定作用，本专利技术以羽毛纤维上接枝的甲基丙烯酸酯作为单体，促进羽毛纤维大分子自由基与改性羟基磷灰石中双键的反应，将改性羟基磷灰石通过紫外光接枝负载在接枝改性的羽毛纤维上，与羽毛纤维复配作为重金属离子吸附剂，可以吸附污水中重金属、染料和有机溶剂等有害物质，且羟基磷灰石具有良好的生物相容性，使用时不会带来二次污染。（3）本专利技术制备了季铵化壳聚糖与氧化石墨烯形成插层聚合物，利用氧化石墨烯超大比表面以及纳米粒子片层强烈的吸附作用，使得污泥中各种固体物质形成紧密的结合，减少了对水的作用，使其容易游离分离出来从而降低污泥含水量。具体实施方式一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料，由以下重量份的原料组成：羽毛纤维66，聚酯纤维25，甲基丙烯酸酯27，过硫酸钾3，亚硫酸氢钠4，2%对苯二酚溶液5，去离子水适量，乙醇适量，醋酸缓冲液适量，KH-5703，羟基磷灰石粉末20，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺1，乳化剂0.8，光引发剂TPO1.8，氧化石墨烯6，壳聚糖3，缩水甘油三甲基氯化铵0.7，40%氢氧化钠溶液适量。具体步骤如下：（1）甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维的制备：将羽毛纤维在去离子水中浸润5小时，转移到四颈烧瓶中，滴加醋酸缓冲液调节pH至5，在氮气保护下，添加甲基丙烯酸酯、过硫酸钾和亚硫酸氢钠，控制温度在70℃反应2小时，之后滴加2%对苯二酚溶液终止反应，收集接枝后的羽毛纤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛纤维50‑70份，聚酯纤维20‑30份，甲基丙烯酸酯24‑35份，过硫酸钾2‑6份，亚硫酸氢钠3‑6份，2%对苯二酚溶液2‑7份，去离子水适量，乙醇适量，醋酸缓冲液适量，KH‑570 2‑4份，羟基磷灰石粉末14‑25份，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺0.5‑1份，乳化剂0.5‑1份，光引发剂TPO 0.8‑2份，氧化石墨烯2‑7份，壳聚糖1‑4份，缩水甘油三甲基氯化铵0.5‑1份，40%氢氧化钠溶液适量。
【技术特征摘要】
1.一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：羽毛纤维50-70份，聚酯纤维20-30份，甲基丙烯酸酯24-35份，过硫酸钾2-6份，亚硫酸氢钠3-6份，2%对苯二酚溶液2-7份，去离子水适量，乙醇适量，醋酸缓冲液适量，KH-5702-4份，羟基磷灰石粉末14-25份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.5-1份，乳化剂0.5-1份，光引发剂TPO0.8-2份，氧化石墨烯2-7份，壳聚糖1-4份，缩水甘油三甲基氯化铵0.5-1份，40%氢氧化钠溶液适量。2.根据权利要求书1所述的一种用作高含污泥处理的羽毛非织造复合针刺过滤材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维的制备：将羽毛纤维在去离子水中浸润3-6小时，转移到四颈烧瓶中，滴加稀盐酸溶液调节pH至4.5-6.5，在氮气保护下，添加甲基丙烯酸酯、过硫酸钾和亚硫酸氢钠，控制温度在50-80℃反应1-3小时，之后滴加2%对苯二酚溶液终止反应，收集接枝后的羽毛纤维，用去离子水水洗2-4次，在95-110℃干燥10-14小时至恒重，即得甲基丙烯酸酯接枝羽毛纤维；（2）羟基磷灰石接枝羽毛纤维的制备：①、改性羟基磷灰石的制备：以9/1的体积比配置乙醇/水混合溶液，滴加醋酸缓冲液调节pH至3.5-4.5，加入KH-570，室温水解20-50分钟，加入羟基磷灰石粉末，超声分散后置于水浴中，在60-75℃搅拌反应50-70分钟，升温至75-85℃将溶剂蒸干后，依次使用乙醇和水多次抽洗，干燥、冷却后，即得KH-570改性羟基磷灰石；②、将改性羟基磷灰石加入到去离子水、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、乳化剂的混...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏栋梁，
申请(专利权)人：怀宁县菲豹服饰有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。