一种河道清淤过滤用环保型无纺布及其制备方法与流程

1.本技术涉及无纺布的技术领域，更具体地说，它涉及一种河道清淤过滤用环保型无纺布及其制备方法。


背景技术：

2.无纺布又称不织布、针刺棉、针刺无纺布等，采用聚酯纤维，涤纶纤维(简称:pet)材质生产，经过针刺工艺制作而成，可做出不同的厚度、手感、硬度等。无纺布没有经纬线，剪裁和缝纫都非常方便，而且质轻容易定型，深受手工爱好者的喜爱。因为它是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。
3.无纺布的生产工艺有纺粘法、熔喷法、热轧法、水刺法，其中纺粘法的应用较为广泛。纺粘法生产的无纺布主要是通过聚合物挤出、拉伸，形成连续长丝后，长丝铺设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成无纺布；且形成的无纺布具有强度高、柔软、耐高温高等优点，因此广泛应用于人造革、家私、化工、装饰、包装、汽车以及过滤布等领域。
4.随着社会的进步，人们对材料的环保性要求越来越高，而无纺布大多用涤纶或丙纶制得，虽然强度好，耐温性高，但是成本高，且环保性低，因此有人提出通过加入天然纤维进行填充，不仅能够提高环保性，而且还能进一步提高无纺布的韧性；但是当无纺布用于过滤河道淤泥时，由于长期处于水中，且淤泥含有大量的细菌等，加速无纺布老化或氧化，导致无纺布受到砂泥冲击时容易出现破洞或破裂的现象，影响河道淤泥的过滤效果。


技术实现要素：

5.为了获得环保的无纺布，同时减少无纺布在过滤时出现破洞或破裂的现象可能性，本技术提供一种河道清淤过滤用环保型无纺布及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供的一种河道清淤过滤用环保型无纺布采用如下的技术方案：一种河道清淤过滤用环保型无纺布，从外侧面至内侧面依次设置有第一加强层、复合聚酯纤维层以及第二加强层，其特征在于，所述第一加强层和第二加强层均由以下重量份的原料制得：复合树脂：30-50份填充料：5-10份环保增塑剂：2-3份；所述复合树脂由pp、lape、tpe以重量份之比为4-7:1-2：1组成；所述复合聚酯纤维层由以下重量份的原料制得：复合聚酯纤维：35-60份填充剂：3-12份环保增塑剂：3-5份；
所述复合聚酯纤维由pet、lape、tpe以重量份之比为5-8:1-3:1组成；所述lape、tpe、pp、pet均为回收料。
7.通过设置第一加强层、复合聚酯纤维层以及第二加强层，多层组成的具有较好的韧性和强度，减少无纺布用于过滤河道清淤时发生破裂，并且第一加强层、第二加强层、复合纤维聚酯层均采用回收的材料制得，进而提高无纺布具有环保性。
8.具体地，复合树脂由tpe、lape、pp制得，其中tpe为聚烯烃热塑性弹性体，具有较好的韧性，而lape为低密度聚乙烯，具有较好的强度，韧性，而pp为聚丙烯，因此通过tpe、lape、pp复合得到的复合树脂具有较好的韧性和强度。
9.pet中文名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，又俗称涤纶树脂，是聚酯纤维的一种，具有耐老化、抗疲劳性、强度大等优点，因此复合聚酯纤维层通过采用pet、lape、tpe进行复合，得到的纤维复合材料复合聚酯纤维具有较好的韧性和强度，同时当生产无纺布时，需要进行热压合，由于第一加强层和第二加强层与复合聚酯纤维层均含有lape、tpe，使得第一加强层、复合聚酯纤维层以及第二加强层能够更好地粘合，提高无纺布的强度，减少受到河道砂泥冲击时容易出现破洞或破裂的现象，提高河道淤泥的过滤效果。
10.进一步地，加入填充料，起到补强的作用，提高第一加强层和第二加强层的强度；再通过加入环保增塑剂，提高第一加强层和第二加强层的原料体系的加工流动性，同时，提高第一加强层和第二加强层的环保性，使得的无纺布更环保。
11.优选的，所述lape回收料、tpe回收料是通过废弃的输液管/输液瓶回收处理制得，回收处理工艺如下：将回收的输液管/输液瓶进行消毒处理，再按材质进行分选，得到的 lape废料、tpe废料分别进行破碎，过滤金属，除杂，加热熔融，过滤杂质，挤出，造粒，分别得到lape回收料、tpe回收料；所述pp回收料、pet回收料是通过一次性矿泉水瓶回收处理制得，回收处理工艺如下：将回收的一次性矿泉水瓶进行消毒处理，再筛分得到pp废料、pet废料，再分别进行破碎，冲洗，烘干，浸泡于除渣液中搅动0.5-1h，过筛30-50目，将滤渣进行冲洗，烘干，加热至115-120℃，过滤杂质，挤出，造粒，分别得到pp回收料、pet回收料。
12.利用废弃的输液管/输液瓶进行回收制得lape回收料、tpe回收料，或者采用一次性矿泉水瓶回收制得的pp回收料、pet回收料，不仅成本低，而且资源再生利用，提高制得无纺布的环保性。
13.在lape回收料、tpe回收料的回收工艺中，通过消毒，回收料的安全性(医用品一次性用品一般含有很多真菌、细菌或者病毒等)，再经过过滤金属，该过滤金属的手段是将物料磁吸网进行过滤，使物料中的金属吸附在过滤网上，便于将金属去除；除杂是将输液管/输液瓶依附有的标签纸、其他杂质等进行除去，并且在加热熔融状态又进一步过滤，使细小的沙粒去除，进而提高回收料的纯度，使得制得的无纺布的韧性、强度以及安全性更好。
14.同样地，在pp回收料、pet回收料的处理工艺中，将废料进行筛分，在筛分的过过程中将矿泉水瓶中的标签撕掉，将而回收的物料进行浸泡除渣液，该除渣液由以下重量百分的原料制得：月桂醇硫酸钠1-3％、氨基硅油1-2％、活性炭0.5-0.8％、无水乙醇34-48％、余量为水。其中，月桂醇硫酸钠作为表面活性剂，提高除渣液的分散性，同时氨基硅油具有最佳的吸附性、相容性及易乳化性。容易吸附废料中的杂质，而活性炭与氨基硅油协同作用，具有很好的吸附作用，提高矿泉水瓶的除杂效果，同时无水乙醇能够溶解矿泉水瓶上的油
墨，提高回收料的除杂效果，进而使得的pp回收料、pet回收料的杂质含量更少，应用于无纺布更加环保。
15.优选的，所述除杂是将金属过滤后的废料浸泡于除杂液中，打浆35-45min，过筛10
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30目，将未过筛的固体用无水乙醇反复冲洗过滤，得到的滤渣进行烘干，再进行加热熔融；除杂液由以下重量份的原料组成：op-10:3-5份聚丙烯酰胺:2-3份三乙醇胺：5-10份氢氧化钠：1-3份水：40-60份。
16.上述中打浆采用水力破浆机，通过打浆可使标签纸、杂质等去除，其中，通过op-10 作为表面活性剂，提高除杂液的分散性，同时，聚丙烯酰胺是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，能够吸附水中的悬浮颗粒，便于去除吸附物，三乙醇胺具弱碱性，能够与无机酸或有机酸反应生成盐，氢氧化钠能够调节碱性，一般地，医用的输液管或输液瓶会含有一些惨留的氨基酸等，通过以上步骤进一步减少回收料的杂质。
17.优选的，所述消毒处理的工艺为：将回收料进行紫外线消毒，再用质量分数为0.5
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0.8％过氧乙酸消毒液进行消毒40-60min，再进行高温灭菌10-30min。
18.采用以上消毒工艺能够将回收料充分进行消毒，提高回收料的安全性，进而提高无纺布的安全性，同时将回收的物料应用于无纺布，使无纺布更佳环保。
19.优选的上述所述填充剂由以下重量份原料组成：降温母粒1-3份无机填料10-18份松木屑5-8份相容剂1-2份。
20.降温母粒具有降温作用，能够降无纺布的加工温度，提高生产效率，进而提高无纺布的加工效率。无机填充料具有填充作用，进而增强无纺布的强度，而松木屑具有较好的吸水增韧效果，本技术的松木屑为松木在锯木时收集的木屑，并且将木屑浸泡于质量分数为1
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2％次氯酸纳溶液中10-30min，起到消毒作用，再进行烘干，粉碎，过筛100目，得到的松木屑。由于松木就要万年松的美称，当松木浸泡在水中时，处于缺氧状态，不容易腐烂，并且容易吸水，起到增韧的作用，进而将松木屑应用于无纺布时，能够起到增韧作用，当无纺布用于过滤河道淤泥时，无纺布不容易破裂，同时，由于松木屑是环保天然产物，因此还能提高无纺布的环保性。
21.优选的，所述无机填充料由以下方法制得：生蚝壳粉：将废弃生蚝壳进行冲洗后，浸没于质量分数为3-5％的氢氧化钙溶液中，加热至 70-90℃，搅拌1-2h，过筛10-30目，未通过的筛网固废进行冲洗，烘干，粉碎，过筛50
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100目，得到生蚝壳粉；废弃瓷砖粉：将废弃的瓷砖经破碎，冲洗，浸没于质量分数为65-75％酒精溶液中，搅拌 0.5-1h，烘干，粉碎，过筛50-100目，得到废弃瓷砖粉；
啤酒瓶粉料：将回收的啤酒瓶进行破碎后，进行冲洗，并浸没于质量分数为75-85％乙醇溶液中1-2h，搅动5-10min，打捞漂浮物并去除，冲洗，烘干，粉碎，过筛50-100目，得到啤酒瓶粉料；以重量份之比为2-5:2-3:1称取生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉料，混合均匀，得到无机填充料。
22.通过上述制备方能够快速将啤酒瓶、瓷砖、生蚝壳快速进行回收利用，同时以重量份之比为2-5:2-3:1称取生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉混合得到无机填充料，用于填充，能够提高无纺布的强度，同时，使无纺布更加环保。
23.优选的，所述填充料，由以下制备方法得到：称取相容剂溶解于水中，形成相容液；在相容液中加入无机填料和松木屑，混合均匀，过滤，烘干，得到混合料；再称取降温母粒与所有混合料混合均匀，粉碎，过筛50-100目，得到填充料。
24.上述相容剂为硅烷偶联剂kh550，通过相容剂对无机填料和松木屑进行处理，提高无机填料和松木屑在聚合物的相溶性，进而使无机填料和松木屑与无纺布的原料体系相融合，提高无纺布的韧性和强度。
25.优选的，所述环保增塑为环氧大豆油、合成植物脂、柠檬酸三丁酯中的一种或多种组成。
26.采用环氧大豆油、合成植物脂、柠檬酸三丁酯中的一种或多种组成，都能够起到很好的增塑效果，并且均为环保增塑剂，使得无纺布更加环保。
27.第二方面，本技术提供一种河道清淤过滤用环保型无纺布的制备方法，采用如下的技术方案：一种河道清淤过滤用环保型无纺布的制备方法，包括以下步骤：纱线制备：称取tpe回收料、lape回收料、pp回收料混合均匀，加热至120-125℃，加入填充剂、环保增塑剂，搅拌均匀，熔融，得到复合料，过滤，再进行溶体计量，热风抽丝，得到纱线；纤维线制备：称取pet回收料、lape回收料、tpe回收料混合均匀，加热至140-145℃，加入填充剂、环保增塑剂，搅拌均匀，熔融，得到纤维复合料，过滤，再进行溶体计量，热风抽丝，得到纤维纱线；将纱线进行铺网形成第一加强层，再将纤维线铺网于第一加强层的上表面得到复合聚酯纤维层，再将纱线排布于复合聚酯纤维层远离第一加强层的表面铺网得到第二加强层，再进行热轧处理，得到无纺布。
28.通过以上步骤生产的无纺布效率高，且得的无纺布具有较好的强度和韧性，并且采用回收的物料进行生产提高无纺布的环保性，当无纺布用于河道淤泥过滤时，减少砂泥冲击时容易出现破洞或破裂的现象，提高河道淤泥的过滤效果。
29.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、通过复合聚酯纤维层通过采用pet、lape、tpe进行复合,复合树脂由tpe、lape、pp 制得，得的第一加强层、复合聚酯纤维层以及第二加强层进行热压融合时，能够更好地粘合，提高无纺布的强度，减少受到砂泥冲击时容易出现破洞或破裂的现象，提高河道淤泥的过滤效果。
30.2、利用废弃的输液管/输液瓶进行回收制得lape回收料、tpe回收料，或者采用一次性矿泉水瓶回收制得的pp回收料、pet回收料，不仅成本低，而且资源再生利用，提高制得无纺布的环保性。
31.3、通过利用回收的松木屑，提高无纺布的韧性，当无纺布用于过滤河道淤泥时，不容易破裂，同时，还能提高无纺布的环保性。
32.4、通过将啤酒瓶、瓷砖、生蚝壳快速进行回收利用，使制得的生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉混合得到无机填充料用于无纺布，能够增强无纺布的强度，同时，使无纺布更加环保。
具体实施方式
33.以下结合制备例和实施例对本技术作进一步详细说明。
34.一种无机填充料的制备例制备例1一种无机填充料的制备，包括以下步骤：生蚝壳粉：将废弃生蚝壳进行冲洗后，浸没于质量分数为4％的氢氧化钙溶液中，加热至 80℃，搅拌1.5h，过筛20目，未通过的筛网固废进行冲洗，放入50℃的烘箱中进行烘干5h，再放入粉碎机中进行粉碎，过筛80目，得到生蚝壳粉；废弃瓷砖粉：将瓷砖厂里废弃的瓷砖经破碎机进行破碎，冲洗，浸没于质量分数为70％酒精溶液中，搅拌0.8h，放在50℃的风干箱中进行烘干5h，放入粉碎机进行粉碎，过筛80目，得到废弃瓷砖粉；啤酒瓶粉料：将回收的啤酒瓶经破碎机进行破碎后，进行冲洗，并浸没于质量分数为80％乙醇溶液中1.5h，搅动8min，打捞漂浮物并去除，将固体用水进行冲洗，放在50℃的风干箱中进行烘干5h，放入粉碎机进行粉碎，过筛80目，得到啤酒瓶粉料；以重量份之比为2:2:1称取生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉料，混合均匀，得到无机填充料。
35.制备例2-3制备例2-3与制备例1的不同之处在于：生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉料的用量比例不同，具体如表1所示；表1制备例1-3生蚝壳粉、废弃瓷砖粉以及啤酒瓶粉料的用量比例对比例生蚝壳粉废弃瓷砖粉啤酒瓶粉料对比例1221对比例242.51对比例3531填充剂的制备例制备例4一种填充剂的制备，包括以下步骤：称取1kg硅烷偶联剂kh550溶解于水中，形成相容液；在相容液中加入10kg无机填料和 5kg松木屑，混合均匀，过滤，将滤渣放入50℃的烘箱中进行烘干，得到混合料；再称取 1kg降温母粒与所有混合料混合均匀，放入粉碎机进行粉碎，过筛80目，得到填充料。
36.制备例5-6制备例5-6与制备例4的不同之处在于：原料的用量和无机填料的来源不同，具体如表2所示；表2制备例4-6的原料用量(kg)制备对比例1制备对比例1与制备例1的不同之处在于：松木屑等量替换成无机填料。
37.回收料的制备例制备例7一种回收料的制备，包括以下步骤：除杂液的制备：称取3kgop-10、聚丙烯酰胺2kg、三乙醇胺5kg、氢氧化钠1kg、水40kg 混合均匀，得到除杂液；除渣液：月桂醇硫酸钠1kg、氨基硅油1kg、活性炭0.5kg、无水乙醇34kg、水63.5kg。
38.lape回收料、tpe回收料的回收处理工艺如下：将回收的输液管/输液瓶采用紫外线进行将回收料进行紫外线消毒，再用质量分数为0.5％过氧乙酸消毒液进行消毒40min(使质量分数为0.5％过氧乙酸消毒液完全润湿回收料)，再采用高温高压灭菌箱进行高温灭菌 10min，再按材质进行分选，得到的lape废料、tpe废料分别进行放入破碎机中进行破碎，采用金属过滤网进行过滤金属，将金属过滤后的物料浸泡于含有除杂液的水力破浆机中，打浆35min，过筛10目，将未过筛的固体用无水乙醇反复冲洗过滤(冲洗次数3次)，得到的滤渣放入60℃的烘箱中进行烘干3h，加热至150℃熔融，通过过滤机进行过滤杂质，放出挤出机进行挤出，再放入造粒机进行造粒，分别得到lape回收料、tpe回收料；pp回收料、pet回收料回收处理工艺如下：将回收的一次性矿泉水瓶采用紫外线进行将回收料进行紫外线消毒，再用质量分数为0.5％过氧乙酸消毒液进行消毒40min(使质量分数为 0.5％过氧乙酸消毒液完全润湿回收料)，再采用高温高压灭菌箱进行高温灭菌10min，再筛分得到pp废料、pet废料，再分别放入破碎机中进行破碎，用清水冲洗，放入60℃的烘箱中进行烘干3h，再浸泡于除渣液中搅动0.5h，过筛40目，将滤渣进行冲洗，放入60℃的烘箱中进行烘干2h，加热至115℃，通过过滤机进行过滤杂质，放出挤出机进行挤出，再放入造粒机进行造粒，分别得到pp回收料、pet回收料。
39.制备例8-9制备例8-9与制备例7的不同之处在于：除渣液、除杂液原料的用量和工艺参数不同，具体如表3所示；表3制备例7-9处理液、除渣液、除杂液原料的用量的用量(kg)和工艺参数
实施例
40.实施例1一种河道清淤过滤用环保型无纺布的制备方法，包括以下步骤：纱线制备：称取制备例7得到的5kgtpe回收料、5kglape回收料、20kgpp回收料混合均匀，加热至125℃，加入5kg制备例4得到的填充剂、2kg环氧大豆油，搅拌均匀，进入螺杆挤压机进行挤压，螺杆温度设置为：第一段205℃，第二段210℃、第三段215℃、第四段215℃、第五段215℃、第六段210℃，得到复合料，进入过滤机进行过滤杂质，再采用计量泵进行溶
体计量，计量泵的温度为19℃，再进行热风抽丝，其中排油烟机2400℃、抽风量570℃、冷风量670℃，得到纱线；纤维线制备：称取制备例7得到的25kgpet粒料、5kglape粒料、5kgtpe粒料混合均匀，加热至145℃，加入制备例4得到的3kg填充剂、3kg环氧大豆油，搅拌均匀，进入螺杆挤压机进行挤压，螺杆温度设置为：第一段205℃，第二段210℃、第三段215℃、第四段 215℃、第五段215℃、第六段210℃，得到纤维复合料，进入过滤机进行过滤杂质，再采用计量泵进行溶体计量，计量泵的温度为19℃，再进行热风抽丝，其中排油烟机2400℃、抽风量570℃、冷风量670℃，得到纤维纱线；将纱线进行铺网形成第一加强层，再将纤维线铺网于第一加强层的上表面得到复合聚酯纤维层，再将纱线排布于复合聚酯纤维层远离第一加强层的表面铺网得到第二加强层，再进行热轧处理，热轧机上温度136℃，热轧机下温度124℃，得到无纺布。
41.实施例2-3实施例2-3与实施例1的不同之处在于：原料的用量、工艺参数以及填充剂的来源不同，具体如表4所示；表4实施例1-3的原料用量、填充剂的来源
实施例4-7实施例4-7与实施例1的不同之处在于：填充剂的来源不同，具体如表5所示；表5实施例1和实施例4-7的填充剂的来源7的填充剂的来源
对比例对比例1对比例1与实施例1的不同之处在于：纱线原料中的填充剂等量替换成纱线原料中的pp。
42.对比例2对比例1与实施例1的不同之处在于：纤维线原料中的填充剂等量替换成纱线原料中的pet。
43.对比例3对比例1与实施例1的不同之处在于：纱线原料中的lape等量替换成纱线原料中的pet。
44.对比例4对比例4与实施例1的不同之处在于：复合树脂等量替换成市售拉丝级pp(厂家：上海聚晋新材料有限公司，型号t30s)。
45.性能检测试验检测方法/试验方法1、冲击强度参考国家标准gb/t 1843-2008，将实施例1-7和对比例1-3制得的纤维复合料和复合料1：1 进行混合均匀，再通过注塑机注塑得到条形测试样条，注塑温度优选为250℃，再进行检测冲击强度(条形测试样条为无缺口条形测试样条)。
46.2、过滤实验实施例1-7和对比例1-4得到的无纺布放入设定温度为100℃的烘箱中，进行热氧老化24h，取出，观察是否变黄，并记录；再将老化后的测试样品制得过滤网并用于过滤河道污泥，其中过滤有效面积为1m2，膜通量j＝v/a
·
t，其中j表示膜渗透通量(kg/m2·
h)、v表示渗透液体积l)、a表示过滤膜的有效膜面积(m2)、t表示过滤时间(h)；记录过滤30min后的滤液的总量和记录滤液的是否浑浊，实验数据如表6所示；表6实施例1-7和对比例1-4的实验数据
结合实施例1和对比例1-4并结合表6可以看出，当不加入填充剂时，纤维复合料和复合料的冲击强度明显降低，且流通量比较大，进而说明对比例1-2的无纺布的强度和韧性较差；对比例3中不加lape，其纤维复合料和复合料的冲击强度明显降低，且流通量比较大，说明lape的加入起到增韧作用，当采用市售的pp替换复合树脂时，无纺布老化后明显出现变黄，且冲击强度与实施例1相比降低了26kj/m，而老化后的流通量高达1428kg/m2·
h (实施例1的1151kg/m2·
h)，说明对比例1的无纺布破裂导致水的通过量增多，且过滤后的水变黄。
47.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。