本發(fā)明涉及助濾劑制備，具體為一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、助濾劑是一種過(guò)濾劑，是將固液混合物進(jìn)行過(guò)濾分離的耗材產(chǎn)品。其應(yīng)用主要作為機(jī)械加工中軋機(jī)冷卻油等過(guò)濾使用的助濾劑。

2、目前市售的助濾劑有多孔結(jié)構(gòu)的硅藻土助濾劑，針狀紙纖維制備成顆粒狀纖維有機(jī)助濾劑，精選木粉助濾劑。硅藻土助濾劑是無(wú)機(jī)材料，剛性較大，柔韌性差，在過(guò)濾使用時(shí)很容易板結(jié)，濾餅容易開(kāi)裂，固液混合物會(huì)通過(guò)裂縫漏過(guò)，達(dá)不到過(guò)濾技術(shù)指標(biāo)要求，同時(shí)由于是無(wú)機(jī)材料，過(guò)濾后的固廢物處理也是個(gè)環(huán)保問(wèn)題。顆粒狀紙纖維助濾劑為占多量的顆粒狀纖維與少量針狀纖維的混合物，韌性好，濾餅不開(kāi)裂，是最為理想的助濾劑，固廢物處理也滿足環(huán)保要求，但價(jià)格昂貴。精選木粉助濾劑為有機(jī)材料，剛性比硅藻土小，但不是多孔結(jié)構(gòu)，木粉纖維較蓬松，過(guò)濾時(shí)細(xì)小顆粒物很容易通過(guò)蓬松木粉縫隙中漏過(guò)，達(dá)不到過(guò)濾技術(shù)指標(biāo)要求，同時(shí)木粉中的木質(zhì)素還會(huì)微量溶于冷卻油中，污染冷卻油

3、綜上所述，因此有必要研制一種克服硅藻土濾餅容易開(kāi)裂，顆粒狀紙纖維助濾劑價(jià)格昂貴，木粉助濾劑非多孔且木質(zhì)素微量溶于冷卻油等缺點(diǎn)的新型助濾劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用，解決了背景技術(shù)中所提出硅藻土濾餅容易開(kāi)裂，顆粒狀紙纖維助濾劑價(jià)格昂貴，木粉助濾劑非多孔且木質(zhì)素微量溶于冷卻油的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用，其步驟如下：

3、s01.紙漿纖維板堿化：對(duì)紙漿纖維板進(jìn)行徹底的清洗和預(yù)處理，以去除雜質(zhì)和非纖維成分，將預(yù)處理后的纖維板與堿化劑進(jìn)行反應(yīng)，堿化劑采用氫氧化鈉(naoh)或硫酸鈉(na2so4)，使纖維的深度解離和膨脹；

4、s02.濕的膨脹松散堿化纖維磺化：堿化后的纖維經(jīng)過(guò)充分的洗滌和中和，以去除殘留的堿化劑，將經(jīng)過(guò)堿化處理的濕態(tài)松散纖維進(jìn)行磺化化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)引入磺酸基團(tuán)，增強(qiáng)纖維的親水性和反應(yīng)性，生成磺化粘膠；

5、s03.磺化粘膠發(fā)泡：將磺化粘膠加入發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡，通過(guò)物理作用加熱或機(jī)械攪拌，促進(jìn)發(fā)泡劑分解并釋放氣體，形成均勻的泡沫結(jié)構(gòu)，得發(fā)泡體，所述發(fā)泡劑為nh4hco3粉末；

6、s04.發(fā)泡體干燥：將經(jīng)過(guò)發(fā)泡的粘膠體進(jìn)行干燥處理，以去除其中的水分，形成干燥的發(fā)泡體；

7、s05.干燥的發(fā)泡體粉碎：干燥后的發(fā)泡體通過(guò)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，以減小其粒度，便于后續(xù)的分選和應(yīng)用；

8、s06.粉碎的發(fā)泡體分選：對(duì)所得的助濾劑進(jìn)行性能評(píng)估，包括其過(guò)濾效率、孔隙率、機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)，評(píng)估合格的助濾劑被應(yīng)用于工業(yè)過(guò)濾過(guò)程。

9、優(yōu)選的，所述s01中紙漿纖維板為去除木質(zhì)素經(jīng)漂白的潔凈紙漿纖維板；所述堿化劑采用氫氧化鈉(naoh)時(shí)，其成分占比為20％。

10、優(yōu)選的，所述堿化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：

11、取50g紙漿纖維板，放入二口反應(yīng)瓶中，加入20％氫氧化鈉水溶液1000ml，水浴加熱，加熱溫度為40～50℃，使堿化反應(yīng)既能充分進(jìn)行，又能避免因高溫而導(dǎo)致的纖維素降解，在加熱過(guò)程中，使用玻璃棒或磁力攪拌器對(duì)混合物進(jìn)行持續(xù)攪拌，以保證氫氧化鈉溶液與紙漿纖維板充分接觸，促進(jìn)反應(yīng)的均勻性，攪拌速度應(yīng)適中，既要確保纖維板與溶液的混合均勻，又要防止因過(guò)度剪切力導(dǎo)致纖維損傷，反應(yīng)1.0～1.5h終止，取出，成松散膨脹纖維與溶液的混合物，將溶液倒出(溶液可循環(huán)使用)，得濕的膨脹松散纖維。

12、優(yōu)選的，所述s02中，濕的膨脹松散纖維磺化反應(yīng)的磺化劑為二硫化碳(cs2)，所述磺化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：

13、先將濕的膨脹松散纖維放入二口反應(yīng)瓶中，再加入自來(lái)水360ml，攪拌均勻，然后加入8～10ml的二硫化碳(cs2)，繼續(xù)攪拌30～45min，當(dāng)膨脹松散纖維完全溶解成粘糊狀物時(shí)得磺化粘膠，在磺化反應(yīng)過(guò)程中，體系會(huì)產(chǎn)生劇烈的放熱現(xiàn)象，需將水浴溫度控制在80～95℃，以補(bǔ)償熱量的損失并維持反應(yīng)所需的溫度。

14、優(yōu)選的，所述s03中，當(dāng)濕的膨脹松散纖維完全溶解成粘糊狀物時(shí)加入4g發(fā)泡劑碳酸氫銨(nh4hco3)粉末，通過(guò)碳酸氫銨(nh4hco3)分解產(chǎn)生的氣體將促進(jìn)纖維材料形成多孔結(jié)構(gòu)，隨后，繼續(xù)對(duì)混合物進(jìn)行均勻攪拌，確?；腔衬z與發(fā)泡劑充分混合，形成均勻的發(fā)泡前體溶液，將該發(fā)泡前體溶液排放至預(yù)先加熱的發(fā)泡槽中，發(fā)泡槽溫度控制在80～95℃，時(shí)間1.5～3.0h，得發(fā)泡體。

15、優(yōu)選的，所述s04中，對(duì)發(fā)泡體進(jìn)行干燥處理，所述干燥過(guò)程可以采用熱風(fēng)干燥、真空干燥、自然干燥或冷凍干燥其中一種，在干燥過(guò)程中，進(jìn)一步優(yōu)選自然干燥，需要控制干燥速率和溫度，其中溫度9.0℃、氣流速度1.0m/s、濕度64％，以確保泡沫結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，含水量小于15％為合格。

16、優(yōu)選的，所述s05中，將干燥的發(fā)泡體粉碎，在溫度5～40℃，濕度10％～80％條件下用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，所述的粉碎機(jī)為通用粉碎機(jī)，轉(zhuǎn)速在960r/min～3400r/min，功率為4kw～15kw。

17、優(yōu)選的，所述s06中，對(duì)粉碎的發(fā)泡體進(jìn)行分選，分選的機(jī)器選用篩網(wǎng)分選機(jī)或分級(jí)機(jī)分選機(jī)進(jìn)行分選，進(jìn)一步，優(yōu)選篩網(wǎng)分選機(jī)，篩網(wǎng)分選機(jī)選用2層篩網(wǎng)，通過(guò)物料在篩網(wǎng)上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)篩孔尺寸的差異實(shí)現(xiàn)不同粒徑物料的分離。

18、優(yōu)選的，所述上層篩網(wǎng)孔徑為0.18mm，下層篩網(wǎng)孔徑為0.05mm，經(jīng)分選得體積粒徑85％以上分布為0.05mm～0.18mm，堆積密度為140～280g/l，滲透率為3.0～8.0d的助濾劑，此粒徑助濾劑能滿足過(guò)濾要求。

19、優(yōu)選的，機(jī)械加工中軋機(jī)冷卻油，其使用方法為：在過(guò)濾設(shè)備的濾布上均勻地鋪設(shè)一層潔凈的多孔有機(jī)助濾劑，為過(guò)濾準(zhǔn)備理想的介質(zhì)，將含有雜質(zhì)的軋機(jī)冷卻油緩慢且均勻地注入至助濾劑上，確保油品與助濾劑充分接觸，借助助濾劑的多孔結(jié)構(gòu)，油品中的固體雜質(zhì)被有效截留，而清潔的油分則滲透過(guò)濾布，待油品完全滲透后，將濾布上的固廢物清除，以保持過(guò)濾介質(zhì)的清潔和過(guò)濾效率，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的清潔油品被收集起來(lái)，準(zhǔn)備再次投入使用，從而降低生產(chǎn)成本并減少環(huán)境污染。

20、本發(fā)明提供了一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用。具備以下有益效果：

21、該一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用，通過(guò)使用成本較低的紙漿纖維板作為原料，經(jīng)過(guò)堿化、磺化、發(fā)泡和干燥等一系列工藝步驟，制備出具有多孔結(jié)構(gòu)的助濾劑，這種結(jié)構(gòu)不僅提高了過(guò)濾效率和滲透率，還增強(qiáng)了纖維的親水性和反應(yīng)性，與傳統(tǒng)的硅藻土、顆粒狀紙纖維和木粉助濾劑相比，該助濾劑在制備過(guò)程中減少了對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，能夠適應(yīng)不同的工業(yè)過(guò)濾需求，此外，還具有較好的資源回收和再利用性，減少了生產(chǎn)過(guò)程中的廢物產(chǎn)生，有助于降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，并提高油品的清潔度，從而在工業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：其步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s01中紙漿纖維板為去除木質(zhì)素經(jīng)漂白的潔凈紙漿纖維板；所述堿化劑采用氫氧化鈉(naoh)時(shí)，其成分占比為20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述堿化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s02中，濕的膨脹松散纖維磺化反應(yīng)的磺化劑為二硫化碳(cs2)，所述磺化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s03中，當(dāng)濕的膨脹松散纖維完全溶解成粘糊狀物時(shí)加入4g發(fā)泡劑碳酸氫銨(nh4hco3)粉末，通過(guò)碳酸氫銨(nh4hco3)分解產(chǎn)生的氣體將促進(jìn)纖維材料形成多孔結(jié)構(gòu)，隨后，繼續(xù)對(duì)混合物進(jìn)行均勻攪拌，確保磺化粘膠與發(fā)泡劑充分混合，形成均勻的發(fā)泡前體溶液，將該發(fā)泡前體溶液排放至預(yù)先加熱的發(fā)泡槽中，發(fā)泡槽溫度控制在80～95℃，時(shí)間1.5～3.0h，得發(fā)泡體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s04中，對(duì)發(fā)泡體進(jìn)行干燥處理，所述干燥過(guò)程可以采用熱風(fēng)干燥、真空干燥、自然干燥或冷凍干燥其中一種，在干燥過(guò)程中，進(jìn)一步優(yōu)選自然干燥，需要控制干燥速率和溫度，其中溫度9.0℃、氣流速度1.0m/s、濕度64％，以確保泡沫結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性，含水量小于15％為合格。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s05中，將干燥的發(fā)泡體粉碎，在溫度5～40℃，濕度10％～80％條件下用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，所述的粉碎機(jī)為通用粉碎機(jī)，轉(zhuǎn)速在960r/min～3400r/min，功率為4kw～15kw。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述s06中，對(duì)粉碎的發(fā)泡體進(jìn)行分選，分選的機(jī)器選用篩網(wǎng)分選機(jī)或分級(jí)機(jī)分選機(jī)進(jìn)行分選，進(jìn)一步，優(yōu)選篩網(wǎng)分選機(jī)，篩網(wǎng)分選機(jī)選用2層篩網(wǎng)，通過(guò)物料在篩網(wǎng)上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)篩孔尺寸的差異實(shí)現(xiàn)不同粒徑物料的分離。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法，其特征在于：所述上層篩網(wǎng)孔徑為0.18mm，下層篩網(wǎng)孔徑為0.05mm，經(jīng)分選得體積粒徑85％以上分布為0.05mm～0.18mm，堆積密度為140～280g/l，滲透率為3.0～8.0d的助濾劑，此粒徑助濾劑能滿足過(guò)濾要求。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述一種多孔有機(jī)助濾劑的應(yīng)用，其用于過(guò)濾機(jī)械加工中軋機(jī)冷卻油，其使用方法為：在過(guò)濾設(shè)備的濾布上均勻地鋪設(shè)一層潔凈的多孔有機(jī)助濾劑，為過(guò)濾準(zhǔn)備理想的介質(zhì)，將含有雜質(zhì)的軋機(jī)冷卻油緩慢且均勻地注入至助濾劑上，確保油品與助濾劑充分接觸，借助助濾劑的多孔結(jié)構(gòu)，油品中的固體雜質(zhì)被有效截留，而清潔的油分則滲透過(guò)濾布，待油品完全滲透后，將濾布上的固廢物清除，以保持過(guò)濾介質(zhì)的清潔和過(guò)濾效率，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的清潔油品被收集起來(lái)，準(zhǔn)備再次投入使用，從而降低生產(chǎn)成本并減少環(huán)境污染。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔有機(jī)助濾劑的制備方法和應(yīng)用，涉及助濾劑制備技術(shù)領(lǐng)域，其步驟如下：S01.紙漿纖維板堿化，S02.濕的膨脹松散堿化纖維磺化，S03.磺化粘膠發(fā)泡，S04.發(fā)泡體干燥，S05.干燥的發(fā)泡體粉碎，S06.粉碎的發(fā)泡體分選，通過(guò)使用成本較低的紙漿纖維板作為原料，經(jīng)過(guò)堿化、磺化、發(fā)泡和干燥等一系列工藝步驟，制備出具有多孔結(jié)構(gòu)的助濾劑，這種結(jié)構(gòu)不僅提高了過(guò)濾效率和滲透率，還增強(qiáng)了纖維的親水性和反應(yīng)性，與傳統(tǒng)的硅藻土、顆粒狀紙纖維和木粉助濾劑相比，該助濾劑在制備過(guò)程中減少了對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，能夠適應(yīng)不同的工業(yè)過(guò)濾需求。

技術(shù)研發(fā)人員：李一心,趙海濤,李成吾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州貝林微纖科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14