本发明属于工业滤布制备技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法。
背景技术：
目前工业滤布使用的主要成分有丙纶、涤纶、锦纶等，其中以丙纶和涤纶最为常用，编织方法采用平纹编织和斜纹便是等手段，具有精度高、且有一定的耐酸碱耐磨等性能。但是目前常用的工业滤布机械强度不高，使用寿命有限，且在极端条件下使用受限，常用的方法是引入高强度的树脂来增加其机械强度，但是这些树脂带来的问题一方面是与常用工业滤布纤维的复合程度不够，影响性能的最大限度发挥，另一方面由于以上组分在织网形成滤布后对于液体过滤产生了较大的阻力，液体透过性显著下降，同时，通过以上改进后得到的工业滤布的使用稳定性不高，即在特定条件，如高强度、高温、高湿、腐蚀性强等环境下长期使用会使得滤布网丝性能下降，从而加速滤布报废速度，最终提高了使用成本，降低了使用效果。
技术实现要素：
本发明提供一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，通过特定的组分与制备方式的控制，整体提升工业滤布的机械性能、耐酸碱性、使用稳定性以及透水性能等。
本发明的技术方案如下：
一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将以重量份计的聚乙烯粉末10-15份和聚丙烯粉末8-10份加入到150-200份热水中，搅拌10-20分钟，然后加入无水乙醇80-100份，加热至沸腾，保持5-10分钟，过滤、烘干，得到混合物；
步骤2，将混合物加入到130-150份二氯乙烷中，在氮气保护条件下升温至70-80℃，反应45-55分钟，冷却后过滤，采用溶剂洗涤，干燥，得到固体物；
步骤3，将pet10-15份、聚四氟乙烯乳液6-8份、液体丁腈橡胶5-8份、二苯基硅二醇5-7份和改性石墨烯3-5份与固体物混合，在真空条件下以2-3℃/分钟的升温速度加热至105-110℃，保持30-40分钟，然后降温至60-70℃，继续保持80-100分钟，降至室温，得到反应物；
步骤4，在反应物中加入润滑剂0.5-1份，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝；
步骤5，将网丝织网，得到滤布。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤1中热水温度为70℃以上。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤1中聚乙烯粉末和聚丙烯粉末的粒径均为1mm以下。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤1中烘干的温度为100-120℃。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤2中溶剂为丙酮。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤3中改性石墨烯的制备方法为将以重量份计的石墨烯5-8份、卵磷脂1-2份和二月桂酸二丁基锡0.2-0.4份混合后研磨至石墨烯粒径200nm以下，然后加入玻璃纤维0.5-0.8份，搅拌混合15-20分钟；其中玻璃纤维长度20微米以下，玻璃纤维直径5微米以下。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤3中真空条件的真空度为0.01-0.05mpa。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤4中润滑剂为滑石粉，粒径为1000目。
所述的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，步骤5中网丝织网的经线线径为0.18-0.21mm，纬线线径为0.20-0.25mm；织网经密为23-28根/cm，纬密为14-16根/cm。
本发明提供的高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，首先通过聚乙烯、聚丙烯的复合磺化改性提升了滤布浸水性，使得滤布更容易浸润液体，同时通过二苯基硅二醇、pet、液体丁腈橡胶、改性石墨烯和聚四氟乙烯乳液进行混合二次改性，在高温真空条件下磺化改性后的聚乙烯、聚丙烯和二苯基硅二醇以及聚四氟乙烯乳液发生不可逆反应，产生组分间的互聚，改善了材料的可塑性，同时结合改性石墨烯和液体丁腈橡胶进一步提高了制备得到滤布的机械性能与防腐性能，提高了滤布的强度。
本发明制备方法中通过聚乙烯、聚丙烯的复合磺化，控制磺化反应温度70-80℃，反应时间45-55分钟，得到的磺化混合物的磺化率为0.3-0.4，具有一定的亲水性，使得最终制备得到的工业滤布具有较好的侵水性，能够使得过滤的液体迅速浸润并渗透，但同时磺化程度不高，这样易于后期磺化混合物与其他组分的二次混合改性。
本发明中采用聚乙烯、聚丙烯两种组分进行同时磺化改性，通过特定参数控制磺化效率，然后将混合组分进行二次改性，在高温真空条件下二苯基硅二醇渗透到聚乙烯、聚丙烯和pet的非晶区，协同聚四氟乙烯乳液在液体环境下通过高温相转变过程中形成大分子链自由基，实现了各组分间的互聚，在互聚过程中协同改性石墨烯和液体丁腈橡胶最终形成了“互聚互溶”的复合整体，提升了滤布的液体浸润性以及液体透过性，同时提高了滤布机械性能以及耐腐蚀性。本发明的磺化过程及参数控制实现了磺化改性与组分互聚的兼顾，磺化温度太高或磺化时间过长均会影响到后期二次混合改性的效果，进而影响最终制备得到的滤布的特性。
本发明制备方法中采用了改性石墨烯，通过石墨烯的改性使得石墨烯更容易分散进入二次改性后的混合物中，通过液体丁腈橡胶的加入反应能够才二次改性过程中对改性石墨烯起到“柔化”作用，产生了“去刚性化”的作用，有利于后期制备网丝；而改性石墨烯中的玻璃纤维起到了结构交联的作用，使得后期形成的网丝具有很好的可塑性与进一步在形成网丝后释放和协同增强石墨烯的“刚性”。
本发明制备方法中采用了改性石墨烯与液体丁腈橡胶进行混合二次交联，增强了滤网的机械性能与耐腐蚀性能。
具体实施方式：
以下实施例为本发明技术方案的具体实施过程，其中采用的聚乙烯粉末和聚丙烯粉末的粒径为了最终的实验效果好，粉末粒径尽量小，以下实施例中均采用1mm以下的聚乙烯与聚丙烯粉末进行实验，但是实际使用过程中不局限于该范围。
以下实施例中所使用的改性石墨烯的制备方法为将以重量份计的石墨烯5-8份、卵磷脂1-2份和二月桂酸二丁基锡0.2-0.4份混合后研磨至石墨烯粒径200nm以下，然后加入玻璃纤维0.5-0.8份，搅拌混合15-20分钟；其中玻璃纤维长度20微米以下，玻璃纤维直径5微米以下。
实施例1
一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将以重量份计的聚乙烯粉末10份和聚丙烯粉末8份加入到150份温度为70℃以上的热水中，搅拌10分钟，然后加入无水乙醇80份，加热至沸腾，保持5分钟，过滤、100℃条件下烘干，得到混合物；
步骤2，将混合物加入到130份二氯乙烷中，在氮气保护条件下升温至70℃，反应45分钟，冷却后过滤，采用丙酮洗涤，干燥，得到固体物；
步骤3，将pet10份、聚四氟乙烯乳液6份、液体丁腈橡胶5份、二苯基硅二醇5份和改性石墨烯3份与固体物混合，在真空度为0.01mpa的真空条件下以2℃/分钟的升温速度加热至105℃，保持30分钟，然后降温至60℃，继续保持80分钟，降至室温，得到反应物；
步骤4，在反应物中加入润滑剂0.5份，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝，其中润滑剂为滑石粉，粒径为1000目；
步骤5，将网丝织网，经线线径为0.18-0.21mm，纬线线径为0.20-0.25mm；织网经密为23-28根/cm，纬密为14-16根/cm，得到滤布。
实施例2
一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将以重量份计的聚乙烯粉末12份和聚丙烯粉末9份加入到160份温度为70℃以上的热水中，搅拌13分钟，然后加入无水乙醇85份，加热至沸腾，保持7分钟，过滤、105℃条件下烘干，得到混合物；
步骤2，将混合物加入到136份二氯乙烷中，在氮气保护条件下升温至74℃，反应48分钟，冷却后过滤，采用丙酮洗涤，干燥，得到固体物；
步骤3，将pet12份、聚四氟乙烯乳液7份、液体丁腈橡胶6份、二苯基硅二醇6份和改性石墨烯4份与固体物混合，在真空度为0.02mpa的真空条件下以3℃/分钟的升温速度加热至106℃，保持35分钟，然后降温至64℃，继续保持87分钟，降至室温，得到反应物；
步骤4，在反应物中加入润滑剂0.7份，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝，其中润滑剂为滑石粉，粒径为1000目；
步骤5，将网丝织网，经线线径为0.18-0.21mm，纬线线径为0.20-0.25mm；织网经密为23-28根/cm，纬密为14-16根/cm，得到滤布。
实施例3
一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将以重量份计的聚乙烯粉末13份和聚丙烯粉末9份加入到190份温度为70℃以上的热水中，搅拌17分钟，然后加入无水乙醇90份，加热至沸腾，保持8分钟，过滤、110℃条件下烘干，得到混合物；
步骤2，将混合物加入到146份二氯乙烷中，在氮气保护条件下升温至77℃，反应50分钟，冷却后过滤，采用丙酮洗涤，干燥，得到固体物；
步骤3，将pet14份、聚四氟乙烯乳液7份、液体丁腈橡胶6份、二苯基硅二醇6份和改性石墨烯4份与固体物混合，在真空度为0.03mpa的真空条件下以2℃/分钟的升温速度加热至108℃，保持38分钟，然后降温至66℃，继续保持95分钟，降至室温，得到反应物；
步骤4，在反应物中加入润滑剂0.8份，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝，其中润滑剂为滑石粉，粒径为1000目；
步骤5，将网丝织网，经线线径为0.18-0.21mm，纬线线径为0.20-0.25mm；织网经密为23-28根/cm，纬密为14-16根/cm，得到滤布。
实施例4
一种高强度耐腐蚀工业滤布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将以重量份计的聚乙烯粉末15份和聚丙烯粉末10份加入到200份温度为70℃以上的热水中，搅拌20分钟，然后加入无水乙醇100份，加热至沸腾，保持10分钟，过滤、120℃条件下烘干，得到混合物；
步骤2，将混合物加入到150份二氯乙烷中，在氮气保护条件下升温至80℃，反应55分钟，冷却后过滤，采用丙酮洗涤，干燥，得到固体物；
步骤3，将pet15份、聚四氟乙烯乳液8份、液体丁腈橡胶8份、二苯基硅二醇7份和改性石墨烯5份与固体物混合，在真空度为0.05mpa的真空条件下以3℃/分钟的升温速度加热至110℃，保持40分钟，然后降温至70℃，继续保持100分钟，降至室温，得到反应物；
步骤4，在反应物中加入润滑剂1份，通过双螺杆挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝，其中润滑剂为滑石粉，粒径为1000目；
步骤5，将网丝织网，经线线径为0.18-0.21mm，纬线线径为0.20-0.25mm；织网经密为23-28根/cm，纬密为14-16根/cm，得到滤布。
对以上实施例提供的工业滤布进行性能测试，其中：
(1)干热收缩率：将待测样品在100℃条件下放置50分钟，测定其长度变化率。
(2)湿热收缩率：将待测样品在100℃的水中放置50分钟，测定其长度变化率。
(3)透气量：室温下将待测样品在气压125pa的条件下测试单位面积上每秒的通气量，同一样品测试过程中取不同的经、纬的测试点，测试3次以上取平均值，单位为cm3/(cm2·s)。
(4)透水量：常温下使得滤布两侧形成一定的压差(125pa)，通过测定一定时间内透过单位面积滤布的水的质量，可以得到对应的透水率，通过不同经、纬测量点测定3次以上取平均值，单位为cm3/(cm2·s)。
(5)耐腐蚀性：将待测样品分别在质量浓度5％的hcl和naoh溶液中浸泡500h，观察表面状态，测试拉伸断裂强度。
结果如下：
从以上结果可以看出，本发明提供的高强度耐腐蚀工业滤布具有优良的综合性能，其中以以上实施例提供的经密和纬密编织得到的滤布进行测定，其经过干热处理预湿热处理后的透气量与透水量变化非常小，同时干热收缩率与湿热收缩率变化均在0.6％的范围内，这是得益于本发明引入的改性石墨烯，其很大程度上提升了滤布材料的机械性能，增强了稳定性，而其拉伸断裂强度也达到了很高的指标。对于耐酸碱性方面，在进行耐酸碱试验后拉伸断裂强度能够很好地保持，只有微小的下降，因此能够在极端条件下长期使用，并保持很好的使用稳定性，延长使用寿命。
本发明通过研究发现，在制备工业滤布过程中引入改性石墨烯与液体丁腈橡胶，使得最终滤布的拉伸断裂强度较没有引入以上组分时提升了20％以上；耐酸碱性实验中，引入改性石墨烯与液体丁腈橡胶相对比没有引入以上组分时，耐酸碱实验后测试的拉伸断裂强度提升了25％以上。在制备过程中，通过二次改性明显增强了滤布的透水率以及耐干热与湿热性能。