CN103894016A - 一种多孔过滤介质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤介质，特别是涉及一种过滤介质及其制备方法。本发明的过滤介质在制备过程中按配方量百分比称取各原料，按规定的步骤加料混合搅拌均匀之后，在事先预制好的模具中进行冲压或挤压成型，然后在一定温度下烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质。本发明一种过滤介质，利用各种无毒无害具有吸附特性的多孔原材料，采用水性胶粘剂进行粘结而成，在定型过程中利用吸附在原材料微孔中的水分通过加温蒸发而达到疏通在施胶过程中原本被胶黏剂堵塞的微孔通道，充分的保证了原材料原本固有的吸附特性，并且水性胶粘剂制作成本低廉、安全环保。

Description

一种多孔过滤介质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多孔过滤介质，特别是涉及一种多孔过滤介质及其制备方法。

背景技术

目前，随着环境污染的加剧，水体污染日益严重。使用干净、不含有对人体健康有影响元素的水源已经成为消费者生活中的一种追求了，净水器就是在这种情况下发展起来的。

现阶段，净水器里面用于净化饮用水的过滤介质主要有PP棉、陶瓷、离子交换树脂、超滤膜、R0膜反渗透膜和活性炭等。PP棉主要用于过滤水中的铁锈、泥沙及部分胶体等最基本的杂质过滤；陶瓷过滤精度虽高，可以达到过滤水中细菌的级别，但是其硅藻土或高岭土的吸附效率较低，对于水中的氯气及其衍生物和重金属等物质过滤不彻底、另外陶瓷滤芯在制作过程中需要在1000度以上的高温进行烧结，能耗高；离子交换树脂只能降低水的硬度，对水中其它的杂质起不到过滤作用，主要用于工业方面，不适合饮用水的净化。超滤膜的过滤作用如同陶瓷，并且毫无吸附作用，不能过滤水中的无机离子及小分子物质如氯气等，另外对于水中的颜色和其它味道也是无法去除的，同样存在着过滤不彻底的问题；R0膜制出的水是不含任何离子的纯水，主要用于海水淡化、生化制药及实验等领域，不适合于人体饮用。活性炭过滤目前采取的形式有颗粒散炭滤芯和热压缩滤芯两种，颗粒散炭滤芯是将颗粒炭装在过滤筒中，水从滤筒的一端流入，从另一端流出进行过滤；热压缩滤芯是将颗粒或粉状活性炭与聚乙烯粉等有机热熔胶粘剂混合后在加热的条件下进行挤压成块状或管状进行过滤。对于这两种过滤方式，前一种颗粒散炭在水流的冲刷作用下，易形成间隙过滤，并且颗粒表面吸附的杂质在水流的冲刷以及炭粒相互摩擦的过程中，杂质极易脱吸附而污染水质，而且在使用过程中还经常会有炭粉随水流冲出进入水中而影响饮用。后一种则因粘结剂在加热的过程中流延到活性炭表面而堵塞其微孔，使得活性炭几乎无吸附性，过滤效果大打折扣。近几年市面上管状在出现一种用超高分子量聚乙烯粉与活性炭粉混合，装在特制的钢模中在一定温度下进行烧结成型，制成所谓的烧结炭。如专利号2006101706629一种分子筛结构滤芯及其制备方法所提出的方案就是这种工艺，这种工艺制出来的产品虽然克服了前面两种活性炭使用过程中存在的弊端，但由于其生产工艺比较原始，生产过程中操作繁琐，品质不易控制，而且生产成本较高，不适合大规模的生产。

发明内容

本发明为了解决上述滤芯在生产和使用过程中存在的一些问题，提供一种净化饮用水用的多孔过滤介质滤芯，尤其是一种以水基胶粘剂作为粘结过滤介质的滤芯。这种滤芯不仅表面形成的孔径致密、均匀，有效的克服了过滤过程中过滤介质的析出、杂质的脱吸附及间隙过滤等问题，而且水基胶粘剂在水分蒸发干燥的过程中能够起到疏通过滤介质中的微孔通道，防止微孔堵塞，大大提高了该滤芯的整体过滤效果，弥补了市面上PP棉、陶瓷、超滤膜、颗粒散炭滤芯和热压缩滤芯在使用过程中存在的不足，同时又具备这几种滤芯所具有的功能。制作过程中利用液压机液压或挤出机挤出成型，然后将成型的胚体放在烘箱中烘干水分定型，生产过程中操作方便，易于控制，生产速度快，成本低，同时水基胶粘剂的制作安全、环保。

本发明的一个目的是提供一种多孔过滤介质。

本发明的另一个目的是提供所述多孔过滤介质的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种多孔过滤介质，其由包括以下质量百分数的原料制备而成：

过滤原材料10—80粘结剂5—60增塑剂0—40固化剂0.05一15致孔剂0-40水0—30。

优选，一种多孔过滤介质，其由包括以下质量百分数的原料制备而成：

过滤原材料20—50粘结剂5—30增塑剂5—15固化剂0.05一10致孔剂5-15水5—20。

更优选，一种多孔过滤介质，其由包括以下质量百分数的原料制备而成：过滤原材料40粘结剂5增塑剂36固化剂2致孔剂3水14。

本发明中所述的过滤原材料是活性炭、沸石粉、硅藻土等具有比表面积大，微孔发达，对水中的各种有机物及无机物吸附效率高。优选活性炭，其目数为小于30目。

本发明中所述的粘结剂是硅溶胶、高模数水玻璃、或其它具有热固性的胶黏剂，优选有效成分二氧化硅含量为40％的硅溶胶，硅溶胶固化后主要成分为二氧化硅，二氧化硅在作为粘结剂的同时，自身对水体也有一定的净化作用。

本发明中所述的增塑剂是0.1-20％聚乙烯醇水溶液或0.1-5％聚丙烯酰胺水溶液，优选10％聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇固化后不溶于冷水，固化后增强产品的韧性，防止产品在使用时因水压过大而开裂、损坏。

本发明中所述的固化剂是无机酸、有机酸或无机盐，优选无机酸盐酸

本发明中所述的致孔剂是碳酸氢铵、偶氮二甲酰胺或挥发性醇类，优选120度条件下分解的偶氮二甲酰胺

本发明中所述的水是达到直饮标准的饮用水或纯水，优选纯水。

本发明的一种多孔过滤介质的制备方法，其包括以下步骤；

①按配方量百分比称取各原料。

②将水与过滤原材料及致孔剂混合搅拌均匀。

③将粘结剂与增塑剂混合搅拌均匀。

④将固化剂加入到步骤③己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑤将步骤④中拌好的原料立即加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑥将步骤⑤中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤出机中挤压成型，再在一定温度下烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质，在产品的两端装上连接端盖，安装于壳体内的滤芯安装处，即可。

本发明的一种多孔过滤介质的固化温度以不超过190度为准，固化时间以烘干至产品中的水分含量小于1％为准。

本发明的一种多孔过滤介质，利用各种无毒无害具有吸附性的原材料为基料，采用具有特殊的物理化学性能的水基胶作为胶粘剂进行粘结而成，具有微孔过滤、高效吸附和制作成本低廉、安全、环保两大技术特点。(1)微孔过滤是指额定过滤精度高，微孔精度通过原料的细度和压缩的密度可调节至孔径为0.01微米的孔径，可滤除水中的有害细菌，同时可快速高效的吸附水中的重金属、残余氯气在内的各种化学污染物以及颜色和味道等。(2)水基胶粘剂制作成本低，原料来源广泛且生产过程安全、环保，不存在废物及危险物的排放，并且废弃的产品丢在环境中不对环境产生任何影响，同时固化温度不超过190度，属于低温固化，既降低了工业成本，又符合工业节能的生产要求，并且生产速度快，效率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细地说明。

实施例l

活性炭粉(60—325目)40kg硅溶胶(50％二氧化硅含量)5kg10％含量聚乙烯醇水溶液36kg碳酸氢铵3kg柠檬酸2kg纯水14kg其制备方法如下：

按配方量百分比称取各原料，操作步骤如下：

①将纯水与活性炭粉及碳酸氢铵混合搅拌均匀。

②将硅溶胶与聚乙烯醇水溶液混合搅拌均匀。

③将柠檬酸加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀。

④将步骤③中拌好的原料立即加入到步骤①己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑤将步骤④中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤压成型，放置3小时后，再放入烘箱内缓慢升温至170度，烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质。

实施例2

活性炭粉(60—325目)20kg硅藻土(40—325目)20kg硅溶胶(40％二氧化硅含量)5kg10％含量聚乙烯醇水溶液36kg偶氮二甲酰胺3kg柠檬酸2kg纯水14kg

其制备方法如下：

按配方量百分比称取各原料，操作步骤如下：

①将纯水与活性炭粉、硅藻土及偶氮二甲酰胺混合搅拌均匀。

②将硅溶胶与聚乙烯醇水溶液混合搅拌均匀。

③将柠檬酸加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀。

④将步骤③中拌好的原料立即加入到步骤①己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑤将步骤④中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤压成型，放置3小时后，再放入烘箱内缓慢升温至165度，烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质。

实施例3

活性炭粉(60—325目)30kg沸石(40—325目)10kg3.8模数水玻璃5kg8％含量聚丙烯酰胺水溶液36kg偶氮二甲酰胺3kg盐酸2kg纯水14kg

其制备方法如下：

按配方量百分比称取各原料，操作步骤如下：

①将纯水与活性炭粉、沸石及偶氮二甲酰胺混合搅拌均匀。

②将水玻璃与聚丙烯酰胺水溶液混合搅拌均匀。

③将盐酸加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀。

④将步骤③中拌好的原料立即加入到步骤①己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑤将步骤④中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤压成型，放置3小时后，再放入烘箱内缓慢升温至170度，烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质。

实施例4

活性炭粉(60—325目)20kg沸石(40—325目)10kg硅藻土(40—325目)10kg3.8模数水玻璃5kg10％含量聚乙烯醇水溶液36kg偶氮二甲酰胺3kg盐酸2kg纯水14kg

其制备方法如下：

按配方量百分比称取各原料，操作步骤如下：

①将纯水与活性炭粉、沸石、硅藻土及偶氮二甲酰胺混合搅拌均匀。

②将水玻璃与聚乙烯醇水溶液混合搅拌均匀。

③将盐酸加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀。

④将步骤③中拌好的原料立即加入到步骤①己拌好的原料中混合搅拌均匀。

⑤将步骤④中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤压成型，放置3小时后，再放入烘箱内缓慢升温至170度，烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的过滤介质。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多孔过滤介质，其由包括以下质量百分数的原料制备而成：

过滤原材料10—80粘结剂5—60增塑剂0—40固化剂0.05一15致孔剂0-40水0—30。

2.根据权利要求l所述的一种多孔过滤介质，其中所述的过滤原材料是活性炭、硅藻土、高岭土、沸石粉等其中的一种或几种材料的混合，其目数为小于30目。

3.根据权利要求2所述的一种多孔过滤介质，其中所述的粘结剂是硅溶胶，其中二氧化硅的含量在5—60％之间。

4.根据权利要求3所述的一种多孔过滤介质，其中所述的增塑剂是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等其中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的一种多孔过滤介质，其中所述固化剂是无机酸、有机酸或无机盐等其中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的一种多孔过滤介质，其中所述的致孔剂是碳酸氢铵、偶氮二甲酰胺或挥发性醇类等其中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的一种多孔过滤介质，其中所述的水是市政自来水或纯水。

8.根据权利要求l所述的一种多孔过滤介质，其包括以下步骤:

①按配方量百分比称取各原料；

②将水与过滤原材料及致孔剂混合搅拌均匀；

③将粘结剂与增塑剂混合搅拌均匀

④将固化剂加入到步骤③己拌好的原料中混合搅拌均匀；

⑤将步骤④中拌好的原料立即加入到步骤②己拌好的原料中混合搅拌均匀；

⑥将步骤⑤中拌好的原料放入预先准备好的模具中进行冲压或挤压成型，再在一定温度下烘干型体中的水分进行定型，即成为多孔的具有规定形状的多孔过滤介质。

9.根据权利要求10所述的一种多孔过滤介质的制备方法，其中所述的冲压或挤压力度为0—50吨，烘烤温度以不损坏形体中过滤原材料、粘结剂和增塑剂的理化性质为准，烘烤时间以型体中的水分含量小于1％为准。