本发明涉及滤板制备领域，具体涉及一种聚丙烯树脂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树脂及其碳酸钙、滑石粉或陶瓷纤维等组成，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树脂复合材料用作压滤机滤板材料，由于珊瑚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树脂复合材料的重要原料。目前已有一些对于珊瑚改性聚丙烯树脂材料的研究、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，已成功利用珊瑚改性聚丙烯树脂列管式反应釜替代搪玻璃反应釜，以及研发珊瑚改性聚丙烯树脂作为化工反应塔板、热交换器、散热器等，但这些材料中仅采用珊瑚作改性剂，使聚丙烯树脂的传热、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珊瑚改性增强聚丙烯树脂新材料研究应用方面尚属空白，导致了现行的聚丙烯树脂滤板在耐热性、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。
技术实现要素：
为了实现克服现有聚丙烯树脂材料制作压滤机滤板的不足，本发明提供了一种强度高、性能优良的聚丙烯树脂复合材料滤板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种聚丙烯树脂复合材料滤板，以下成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂65～75％；珊瑚粉5～10％；陶瓷纤维11～13％；表面处理剂2～5％；乙醇溶剂2～5％；钛酸酯类偶联剂1～3％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂1～2％；增韧剂2～3％。
作为优选方案：一种聚丙烯树脂复合材料滤板的成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂65％；珊瑚粉10％；陶瓷纤维10％；表面处理剂5％；乙醇溶剂5％；钛酸酯类偶联剂2％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂1％；增韧剂2％。
作为优选方案：一种聚丙烯树脂复合材料滤板的成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂75％；珊瑚粉5％；陶瓷纤维8％；表面处理剂1％；乙醇溶剂5％；钛酸酯类偶联剂3％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂1％；增韧剂2％。
作为优选方案：一种聚丙烯树脂复合材料滤板的成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂72％；珊瑚粉8％；陶瓷纤维9％；表面处理剂3％；乙醇溶剂2％；钛酸酯类偶联剂1％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂2％；增韧剂3％。
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各原料；
(2)将珊瑚粉进行高速热搅拌加热，然后将表面处理剂投入珊瑚粉中进行表面处理后出料；
(3)将干燥的陶瓷纤维通过钛酸酯类偶联剂进行表面浸湿并在120～150℃热风循环下烘干；
(4)将聚丙烯树脂、硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂以及步骤(2)经表面处理后的珊瑚粉依次向高速混合机中投加并进行高速搅拌13～17分钟后均匀形成珊瑚/聚丙烯树脂混合料；
(5)将步骤(4)中珊瑚/聚丙烯树脂混合料和步骤(3)中烘干后的陶瓷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、切粒后得到珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒；其中，挤出机的挤出温度为250～270℃，挤出速度为350～370rpm。
(6))将步骤(5)中所得的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行预热干燥，将干燥后的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行熔料挤出，挤出的熔料放置于保温箱内保温；
(7)将滤板模压机、成型模具进行预热后，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。
其中，所述步骤(2)中珊瑚粉在高速混合机中进行高速热搅拌加热，珊瑚粉高速热搅拌加热的温度为80～100℃，珊瑚粉高速热搅拌的时间为11～13min；珊瑚粉温度达到110～130℃时向珊瑚粉中投放表面处理剂，并保持高速热搅拌状态，珊瑚粉温度达到95～120℃时进行表面处理，表面处理时间为11～13min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用超微珊瑚粉材料对陶瓷纤维/聚丙烯树脂的复合增强改性，进一步强化了滤板的耐热、机械性能和耐腐蚀性的功能作用，不同程度赋予了滤板在适应高温、高压、强腐蚀条件下优异的综合特性；
(2)本发明采用了对珊瑚材料和陶瓷纤维特定的表面处理方式，结合主体合金材料中聚丙烯树脂、珊瑚、玻纤的特性及表面效应，分别对珊瑚粉和陶瓷纤维进行表面处理，珊瑚粉表面处理采用稀土复合铝酸酯、钛酸酯表面处理剂，陶瓷纤维的表面采用硅烷钛酸酯类偶联剂或硅烷钛酸酯类偶联剂与稀土复合铝酸酯复合剂、钛酸酯复配的钛酸酯类偶联剂，由于稀土复合钛酸酯类偶联剂中的稀土具有独特的外电子层结构及较强的配位能力，不仅具有双亲偶联作用，还具有与珊瑚、陶瓷纤维或聚丙烯树脂配位体形成离子键，提高了主体有机材料的稳定性，并在铝酸酯、钛酸酯或硅烷钛酸酯类偶联剂及相容剂的协同增效作用下，进一步改善了合金体系中无机材料珊瑚、陶瓷纤维gf与有机非极性聚丙烯树脂间亲和性，提高了相互间的键合力，促进了珊瑚/聚丙烯树脂/陶瓷纤维间界面化学键合和范德华力的物理结合，优化了聚丙烯树脂复合材料的物理化学性能和机械性能；
(3)本发明采用双螺杆挤出机挤出造粒、单螺杆挤出机多段混炼熔融挤出、高压成型工艺及滤板成型后的应力释放等多阶段时效处理工艺，有效地消除由于聚丙烯树脂复合材料滤板成型加工中产生内应力，确保滤板的结构稳固、性能优异，在温度、压力、化学腐蚀多重用条件下具有更强的适应能力；
(4)本发明产品耐高温、高压性能增强，耐温性能比常规滤板由较大提高，使用范围更广，具有比现行的压滤机滤板耐化学腐蚀性更强，在较高温度、较高压力条件下，滤板使用寿命长，降低了维护成本；
(5)本发明的滤板的性价比高，可以完全循环再生利用，在各个环节做到无污染。
综上所述，本发明的珊瑚改性增强聚丙烯树脂复合材料与现行普通滤板相比，具有耐高温、耐化学腐蚀性能及优异物理机械性能。在经过优化的配方组成及制备工艺条件下，滤板耐热性可达到170～200℃，拉伸强度达45～55mpa，弯曲强度50～55mpa，冲击强度为13～16kj/m2，过滤压力1.5～3mpa，其寿命能比现行滤板延长2～4年，并使压滤机扩大了应用范围。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板，其成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂65％；珊瑚粉10％；陶瓷纤维10％；表面处理剂5％；乙醇溶剂5％；钛酸酯类偶联剂2％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂1％；增韧剂2％。
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各原料；
(2)将珊瑚粉进行高速热搅拌加热，然后将表面处理剂投入珊瑚粉中进行表面处理后出料；
(3)将干燥的陶瓷纤维通过钛酸酯类偶联剂进行表面浸湿并在120～150℃热风循环下烘干；
(4)将聚丙烯树脂、硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂以及步骤(2)经表面处理后的珊瑚粉依次向高速混合机中投加并进行高速搅拌13～17分钟后均匀形成珊瑚/聚丙烯树脂混合料；
(5)将步骤(4)中珊瑚/聚丙烯树脂混合料和步骤(3)中烘干后的陶瓷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、切粒后得到珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒；其中，挤出机的挤出温度为250～270℃，挤出速度为350～370rpm。
(6))将步骤(5)中所得的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行预热干燥，将干燥后的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行熔料挤出，挤出的熔料放置于保温箱内保温；
(7)将滤板模压机、成型模具进行预热后，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。
上述步骤(2)中珊瑚粉在高速混合机中进行高速热搅拌加热，珊瑚粉高速热搅拌加热的温度为80～100℃，珊瑚粉高速热搅拌的时间为11～13min；珊瑚粉温度达到110～130℃时向珊瑚粉中投放表面处理剂，并保持高速热搅拌状态，珊瑚粉温度达到95～120℃时进行表面处理，表面处理时间为11～13min。
实施例2
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板，其成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂75％；珊瑚粉5％；陶瓷纤维8％；表面处理剂1％；乙醇溶剂5％；钛酸酯类偶联剂3％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂1％；增韧剂2％。
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各原料；
(2)将珊瑚粉进行高速热搅拌加热，然后将表面处理剂投入珊瑚粉中进行表面处理后出料；
(3)将干燥的陶瓷纤维通过钛酸酯类偶联剂进行表面浸湿并在120～150℃热风循环下烘干；
(4)将聚丙烯树脂、硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂以及步骤(2)经表面处理后的珊瑚粉依次向高速混合机中投加并进行高速搅拌13～17分钟后均匀形成珊瑚/聚丙烯树脂混合料；
(5)将步骤(4)中珊瑚/聚丙烯树脂混合料和步骤(3)中烘干后的陶瓷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、切粒后得到珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒；其中，挤出机的挤出温度为250～270℃，挤出速度为350～370rpm。
(6))将步骤(5)中所得的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行预热干燥，将干燥后的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行熔料挤出，挤出的熔料放置于保温箱内保温；
(7)将滤板模压机、成型模具进行预热后，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。
上述步骤(2)中珊瑚粉在高速混合机中进行高速热搅拌加热，珊瑚粉高速热搅拌加热的温度为80～100℃，珊瑚粉高速热搅拌的时间为11～13min；珊瑚粉温度达到110～130℃时向珊瑚粉中投放表面处理剂，并保持高速热搅拌状态，珊瑚粉温度达到95～120℃时进行表面处理，表面处理时间为11～13min。
实施例3
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板，其成分重量百分比的原料制成：聚丙烯树脂72％；珊瑚粉8％；陶瓷纤维9％；表面处理剂3％；乙醇溶剂2％；钛酸酯类偶联剂1％；硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂2％；增韧剂3％。
本发明提供一种聚丙烯树脂复合材料滤板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各原料；
(2)将珊瑚粉进行高速热搅拌加热，然后将表面处理剂投入珊瑚粉中进行表面处理后出料；
(3)将干燥的陶瓷纤维通过钛酸酯类偶联剂进行表面浸湿并在120～150℃热风循环下烘干；
(4)将聚丙烯树脂、硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂以及步骤(2)经表面处理后的珊瑚粉依次向高速混合机中投加并进行高速搅拌13～17分钟后均匀形成珊瑚/聚丙烯树脂混合料；
(5)将步骤(4)中珊瑚/聚丙烯树脂混合料和步骤(3)中烘干后的陶瓷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、切粒后得到珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒；其中，挤出机的挤出温度为250～270℃，挤出速度为350～370rpm。
(6))将步骤(5)中所得的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行预热干燥，将干燥后的珊瑚改性增强聚丙烯树脂颗粒进行熔料挤出，挤出的熔料放置于保温箱内保温；
(7)将滤板模压机、成型模具进行预热后，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。
上述步骤(2)中珊瑚粉在高速混合机中进行高速热搅拌加热，珊瑚粉高速热搅拌加热的温度为80～100℃，珊瑚粉高速热搅拌的时间为11～13min；珊瑚粉温度达到110～130℃时向珊瑚粉中投放表面处理剂，并保持高速热搅拌状态，珊瑚粉温度达到95～120℃时进行表面处理，表面处理时间为11～13min。
(1)本发明采用超微珊瑚粉材料对陶瓷纤维/聚丙烯树脂的复合增强改性，进一步强化了滤板的耐热、机械性能和耐腐蚀性的功能作用，不同程度赋予了滤板在适应高温、高压、强腐蚀条件下优异的综合特性；
(2)本发明采用了对珊瑚材料和陶瓷纤维特定的表面处理方式，结合主体合金材料中聚丙烯树脂、珊瑚、玻纤的特性及表面效应，分别对珊瑚粉和陶瓷纤维进行表面处理，珊瑚粉表面处理采用稀土复合铝酸酯、钛酸酯表面处理剂，陶瓷纤维的表面采用硅烷钛酸酯类偶联剂或硅烷钛酸酯类偶联剂与稀土复合铝酸酯复合剂、钛酸酯复配的钛酸酯类偶联剂，由于稀土复合钛酸酯类偶联剂中的稀土具有独特的外电子层结构及较强的配位能力，不仅具有双亲偶联作用，还具有与珊瑚、陶瓷纤维或聚丙烯树脂配位体形成离子键，提高了主体有机材料的稳定性，并在铝酸酯、钛酸酯或硅烷钛酸酯类偶联剂及相容剂的协同增效作用下，进一步改善了合金体系中无机材料珊瑚、陶瓷纤维gf与有机非极性聚丙烯树脂间亲和性，提高了相互间的键合力，促进了珊瑚/聚丙烯树脂/陶瓷纤维间界面化学键合和范德华力的物理结合，优化了聚丙烯树脂复合材料的物理化学性能和机械性能；
(3)本发明采用双螺杆挤出机挤出造粒、单螺杆挤出机多段混炼熔融挤出、高压成型工艺及滤板成型后的应力释放等多阶段时效处理工艺，有效地消除由于聚丙烯树脂复合材料滤板成型加工中产生内应力，确保滤板的结构稳固、性能优异，在温度、压力、化学腐蚀多重用条件下具有更强的适应能力；
(4)本发明产品耐高温、高压性能增强，耐温性能比常规滤板由较大提高，使用范围更广，具有比现行的压滤机滤板耐化学腐蚀性更强，在较高温度、较高压力条件下，滤板使用寿命长，降低了维护成本；
(5)本发明的滤板的性价比高，可以完全循环再生利用，在各个环节做到无污染。
综上所述，本发明的珊瑚改性增强聚丙烯树脂复合材料与现行普通滤板相比，具有耐高温、耐化学腐蚀性能及优异物理机械性能。在经过优化的配方组成及制备工艺条件下，滤板耐热性可达到170～200℃，拉伸强度达45～55mpa，弯曲强度50～55mpa，冲击强度为13～16kj/m2，过滤压力1.5～3mpa，其寿命能比现行滤板延长2～4年，并使压滤机扩大了应用范围。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用
新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。