[发明专利]一种聚丙烯复合材料滤板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及压滤机滤板制造领域，具体涉及一种能广泛应用于化工、环保、冶金等行业，耐高温、耐压、耐腐蚀性能优良的聚丙烯复合材料滤板及其制备方法。

背景技术

现在常用的压滤机滤板材料由聚丙烯及其碳酸钙、滑石粉或玻璃纤维等组成，在化工等行业特别对高温、耐化学腐蚀强的固液分离中明显表现适应性不强，具有维护成本高、使用寿命短等缺点。针对这种情况，国内开始研究新型聚丙烯复合材料用作压滤机滤板材料，由于石墨材料与其他矿物基材料相比具有优异的耐热、耐腐蚀和增强性能，因而已成为新型聚丙烯复合材料的重要原料。目前已有一些对于石墨改性聚丙烯材料的研究、开发和专利文献报道，作为一种新材料研究探索和新产品开发，已成功利用石墨改性聚丙烯列管式反应釜替代搪玻璃反应釜，以及研发石墨改性聚丙烯作为化工反应塔板、热交换器、散热器等，但这些材料中仅采用石墨作改性剂，使聚丙烯的传热、导电等性能得到改善，但作为压滤机滤板材料其强度等性能明显偏低，而针对压滤机滤板所需的石墨改性增强聚丙烯新材料研究应用方面尚属空白，导致了现行的聚丙烯滤板在耐热性、耐腐蚀性和耐高压都有较高要求下进行废液或原料固液压滤分离中其性能明显不足，影响了其应用范围，同时其使用寿命较短，成本也大大增加。     

发明内容

为了实现克服现有聚丙烯材料制作压滤机滤板的不足，本发明提供了一种强度高、性能优良的新型聚丙烯复合材料滤板及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种聚丙烯复合材料滤板，其成分按质量计包括以下组分：聚丙烯50～80份、石墨粉5~20份、玻璃纤维8~20份、表面处理剂1～3.6份、不饱和羧酸与聚丙烯的接枝物相溶剂0.4～7.4份、马来酸酐相溶剂0.6～1.6份、偶联剂0.4～3份、抗氧剂1～4份。

所述表面处理剂包括稀土铝酸脂复合处理剂和钛酸酯处理剂。

所述偶联剂包括稀土铝酸脂复合偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷基偶联剂中的一种或多种。

所述抗氧剂包括酚类抗氧剂、二价硫化物中的一种或两种混合。

本发明公开的一种聚丙烯复合材料滤板的制备方法，包括以下步骤：

（1）按质量份数称取各原料；

（2）将石墨粉进行高速热搅拌加热，然后将表面处理剂投入石墨粉中进行表面处理后出料；

（3）将干燥的玻璃纤维通过马来酸酐相溶剂和偶联剂进行表面浸湿并在90～140℃热风循环下烘干；

（4）将聚丙烯、不饱和羧酸与聚丙烯的接枝物相溶剂、抗氧剂以及步骤（2）经表面处理后的石墨粉依次向高速混合机中投加并进行高速搅拌均匀形成石墨/聚丙烯混合料；

（5）将步骤（4）中石墨/聚丙烯混合料和步骤（3）中烘干后的玻璃纤维在挤出机中进行熔融、剪切、混炼、均化，挤出并拉条及冷却、切粒后得到石墨改性增强聚丙烯颗粒；

（6)）将步骤（5）中所得的石墨改性增强聚丙烯颗粒进行预热干燥，将干燥后的石墨改性增强聚丙烯颗粒进行熔料挤出，挤出的熔料放置于保温箱内保温；

（7）将滤板模压机、成型模具进行预热，将步骤（6）中经过保温的挤出熔料投入滤板模压机压制成滤板毛坯后脱模，然后将滤板毛坯放入定型机中冷却，再将滤板毛坯取出放置到温水中进行整平应力时效处理后，并在常温下平放；

（8）将滤板毛坯加工成滤板成品。

所述步骤（2）中石墨粉在高速混合机中进行高速热搅拌加热，石墨粉高速热搅拌加热的温度为60～90℃，石墨粉高速热搅拌的时间为10～20min；石墨粉温度达到85～120℃时向石墨粉中投放表面处理剂，并保持高速热搅拌状态，石墨粉温度达到85～135℃时进行表面处理，表面处理时间为10～20min。

所述步骤（4）中高速搅拌时间为8～15分钟。

所述步骤（5）中挤出机的挤出温度为170～250℃，挤出速度为250～350rpm。

所述步骤 (6)中预热干燥温度为60～100℃，时间为24～48小时；熔料挤出温度为170～260℃，挤出速度为800～1200rpm；保温箱温度为80～150℃。

所述步骤（7）中滤板模压机的成型模具预热采用蒸汽加热，温度为30～80℃，滤板模压机的成型压力为10～20MPa，压制保压时间为0.5~2小时；所述定型机中冷却时间为72~96小时；所述整平应力时效处理是在40～80℃的温水中进行，处理时间为72～96小时；所述平放时间至少为120小时以上。

本发明的有益效果是：