CN104587961A - 微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒及制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活性炭碳棒，具体涉及一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为70～90％的活性炭和10～30％的无机粘合剂制成。本发明产品滤除自来水中的余氯、锈等各种杂质，净水性能高，延长滤芯的使用寿命及滤芯的更换周期，且净水效果更为纯净。本发明还提供其制造工艺，将活性炭与无机粘合剂经过湿式搅拌后压缩，经熟成干燥后用练泥机将其挤压成型，再经干燥后，切割，然后在真空条件下第一次焙烧塑型得到活性炭碳棒；然后将活性炭碳棒浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层，然后在真空条件下进行第二次焙烧塑型，得到产品，工艺合理。

Description

微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒及制造工艺
技术领域
本发明涉及一种活性炭碳棒，具体涉及一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒及制造工艺。
背景技术
一般情况下，安装在净水器上的活性炭碳棒滤芯，用以滤除自来水中含有的余氯、锈以及其他有机物等各种杂质，形状为中空的圆柱形。
常用的活性炭碳棒一般是混合颗粒活性炭和颗粒PE(PP)粘合剂，用压力机或挤压机等方式来制作圆柱形活性炭碳棒。但是，粘合颗粒活性炭的颗粒PE(PP)粘合剂有容易导致净水性能及通水功能低下的缺点。并且，通常使用的活性炭碳棒，活性炭颗粒易从碳棒上脱落混入饮用水中排出，所以业内生产商为了解决此问题，需要在活性炭碳棒后端设置去除微尘的UF超滤膜或者PP棉来除微尘。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，滤除自来水中的余氯、锈等各种杂质，净水性能高，延长滤芯的使用寿命及滤芯的更换周期，且净水效果更为纯净，本发明还提供其制造工艺，工艺合理。
本发明所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为70～90％的活性炭和10～30％的无机粘合剂制成。
其中：无机粘合剂由高岭土、黏土和黄土按质量比为5～10：3～5：3～5组成。
陶瓷涂覆液由陶瓷涂覆料和水制成，对水的用量没有要求，陶瓷涂覆料由如下质量分数的原料制成：高岭土5～10％、活性高岭土10～20％、硅藻土5～10％和石英60～70％。
活性高岭土为本领域常规的活性高岭土，市购。高岭土、硅藻土和石英均为本领域常规市售产品。
本发明选择活性炭与无机粘合剂作为原料，且选择合适的混合比，能够改善普通活性炭碳棒制造时，颗粒PE(PP)附着在颗粒活性炭的周围而导致的净水性能及通水量低下等问题，能够增加普通活性炭碳棒的相对单位长度上的活性炭混合的比例，进而提高了除余氯有效净水量，有利于提升有效净水量，能够延长活性炭滤芯的使用寿命。并且，无机活性炭碳棒外表面涂抹的陶瓷成分能够防止活性炭粉尘和细小炭粒的脱落，从而使净水效果更为纯净，因此，不用安装通常使用的UF超滤膜或者PP棉滤芯，有效减少了滤芯的使用个数，且降低了成本。
所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，包括以下步骤：
将活性炭与无机粘合剂经过湿式搅拌后压缩，经熟成干燥后用练泥机将其挤压成型，再经干燥后，切割，然后在真空条件下第一次焙烧塑型得到活性炭碳棒；
然后将活性炭碳棒浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层，然后在真空条件下进行第二次焙烧塑型，得到产品。
其中：熟成干燥后的水分含量为25～40％。
在活性炭碳棒外层形成涂覆层，涂覆层的厚度为0.3～1mm。
所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，优选包括以下步骤：
(1)原料的湿式搅拌工艺
将活性炭和无机粘合剂放入搅拌机内，再倒入水，搅拌，得到活性炭浆；
(2)压缩干燥熟成工艺
将步骤(1)得到的活性炭浆放入无纺布制成的模具中，压缩去除其中的水分，然后经熟成干燥为水分含量为25～40％的活性炭浆；
(3)练泥工艺
将步骤(2)得到的活性炭浆放入练泥机将其挤压成型为圆柱形的活性炭碳棒，再将圆柱形碳棒按50～200cm的间隔进行切割；
(4)半成品干燥工艺
将圆柱形碳棒进行干燥，得到半成品；
(5)切割工艺
将步骤(4)得到的半成品按滤芯规格进行切割，然后清洗掉表面沾附的异物和脱落的活性炭颗粒；
(6)第一次真空高温塑型
将步骤(5)得到的半成品放入真空塑型炉中，在-0.05～-0.1Mpa的压力下，以500～700℃的温度进行2～3小时的焙烧，使其塑型；
(7)自然干燥
将步骤(6)得到的产品进行5～10小时的自然干燥；
(8)涂覆工艺
将步骤(7)得到的产品浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层；
(9)第二次真空高温塑型
将步骤(8)得到的产品自然干燥后，放入真空塑型炉中，在-0.05～-0.1Mpa的压力下，以700～1000℃的温度进行3～5小时的第2次焙烧，使其进一步塑型；包装后得到成品。
其中：
步骤(1)中水占活性炭和无机粘合剂总重量的50％。
步骤(1)中活性炭目数为10～325目。
步骤(2)中熟成干燥的温度为20～25℃，时间为2～3日。
步骤(4)中干燥为：在50～80℃下进行24～48小时的热风干燥。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明活性炭碳棒安装在净水器上，用以滤除自来水中的余氯、锈等各种杂质，有别于业内通常使用颗粒活性炭和颗粒PE(PP)制作的方法，而是使用颗粒活性炭和无机粘合剂制作而成的无机活性炭碳棒。以此来提高净水性能及通水量，延长滤芯的使用寿命及滤芯的更换周期，减少因废弃滤芯导致的浪费。
(2)现有技术由于通常使用的活性炭碳棒，活性炭颗粒易从碳棒上脱落混入饮用水中排出，需要在活性炭碳棒后端设置去除微尘的UF超滤膜或者PP棉来除微尘，而本申请不需要使用去除微尘的UF超滤膜或者PP棉来除微尘，本申请产品自身就能防止活性炭粉尘和细小炭粒的脱落。
(3)本发明在无机活性炭碳棒外表面涂抹陶瓷涂覆液，能够防止活性炭粉尘和细小炭粒的脱落，通过陶瓷涂覆膜去除微尘，从而使净水效果更为纯净，因此，不用安装通常使用的UF超滤膜或者PP棉滤芯，有效减少了滤芯的使用个数，且降低了成本。
(4)本发明所述的制备工艺能够克服使用颗粒PE(PP)粘合剂导致的净水性能低下的弱点，净水性能高，是提高净水率的划时代的优良制造工艺。
(5)本发明所述的制备工艺不采用压缩机或挤压机等方式，而是以挤压高温真空塑型的方式进行制作无机粘合剂活性炭碳棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为80％的活性炭和20％的无机粘合剂制成。
无机粘合剂由高岭土、黏土和黄土按质量比为7：4：4组成。
陶瓷涂覆液由陶瓷涂覆料和水制成，陶瓷涂覆料由如下质量分数的原料制成：高岭土8％、活性高岭土17％、硅藻土5％和石英70％。
所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的湿式搅拌工艺
将活性炭(目数为100目)和无机粘合剂放入搅拌机内，再倒入水，水占活性炭和无机粘合剂总重量的50％，充分搅拌，得到活性炭浆；
(2)压缩干燥熟成工艺
将步骤(1)得到的活性炭浆放入无纺布制成的模具中，压缩去除其中的水分，然后以22℃经过2.5日的熟成干燥为水分含量为30％的活性炭浆；
(3)练泥工艺
将步骤(2)得到的活性炭浆放入练泥机将其挤压成型为圆柱形的活性炭碳棒，再将圆柱形碳棒按100cm的间隔进行切割；
(4)半成品干燥工艺
将圆柱形碳棒在60℃下进行32小时的热风干燥，得到半成品；
(5)切割工艺
将步骤(4)得到的半成品按滤芯规格进行切割，然后清洗掉表面沾附的异物和脱落的活性炭颗粒；
6)第一次真空高温塑型
将步骤(5)得到的半成品放入真空塑型炉中，在-0.05Mpa的真空压下，以600℃的温度进行2.5小时的焙烧，使其塑型；
(7)自然干燥
将步骤(6)得到的产品进行自然干燥；
(8)涂覆工艺
将步骤(7)得到的产品浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层；
(9)第二次真空高温塑型
将步骤(8)得到的产品自然干燥后，放入真空塑型炉中，在-0.05Mpa的真空压下，以800℃的温度进行4小时的第2次焙烧，使其进一步塑型；包装后得到成品。
对实施例1制备得到的产品进行性能测试，测试结果见表1和表2。
实施例2
一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为70％的活性炭和30％的无机粘合剂制成。
无机粘合剂由高岭土、黏土和黄土按质量比为5：3：3组成。
陶瓷涂覆液由陶瓷涂覆料和水制成，陶瓷涂覆料由如下质量分数的原料制成：高岭土5％、活性高岭土20％、硅藻土10％和石英65％。
所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的湿式搅拌工艺
将活性炭(目数为10目)和无机粘合剂放入搅拌机内，再倒入水，水占活性炭和无机粘合剂总重量的50％，充分搅拌，得到活性炭浆；
(2)压缩干燥熟成工艺
将步骤(1)得到的活性炭浆放入无纺布制成的模具中，压缩去除其中的水分，然后以20℃经过3日的熟成干燥为水分含量为25％的活性炭浆；
(3)练泥工艺
将步骤(2)得到的活性炭浆放入练泥机将其挤压成型为圆柱形的活性炭碳棒，再将圆柱形碳棒按50cm的间隔进行切割；
(4)半成品干燥工艺
将圆柱形碳棒在50℃下进行48小时的热风干燥，得到半成品；
(5)切割工艺
将步骤(4)得到的半成品按滤芯规格进行切割，然后清洗掉表面沾附的异物和脱落的活性炭颗粒；
6)第一次真空高温塑型
将步骤(5)得到的半成品放入真空塑型炉中，在-0.1Mpa的真空压下，以500℃的温度进行3小时的焙烧，使其塑型；
(7)自然干燥
将步骤(6)得到的产品进行自然干燥；
(8)涂覆工艺
将步骤(7)得到的产品浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层；
(9)第二次真空高温塑型
将步骤(8)得到的产品自然干燥后，放入真空塑型炉中，在-0.1Mpa的真空压下，以700℃的温度进行5小时的第2次焙烧，使其进一步塑型；包装后得到成品。
对实施例2制备得到的产品进行性能测试，测试结果见表1和表2。
实施例3
一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为90％的活性炭和10％的无机粘合剂制成。
无机粘合剂由高岭土、黏土和黄土按质量比为10：5：5组成。
陶瓷涂覆液由陶瓷涂覆料和水制成，陶瓷涂覆料由如下质量分数的原料制成：高岭土10％、活性高岭土10％、硅藻土10％和石英70％。
所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的湿式搅拌工艺
将活性炭(目数为200目)和无机粘合剂放入搅拌机内，再倒入水，水占活性炭和无机粘合剂总重量的50％，充分搅拌，得到活性炭浆；
(2)压缩干燥熟成工艺
将步骤(1)得到的活性炭浆放入无纺布制成的模具中，压缩去除其中的水分，然后以25℃经过2日的熟成干燥为水分含量为40％的活性炭浆；
(3)练泥工艺
将步骤(2)得到的活性炭浆放入练泥机将其挤压成型为圆柱形的活性炭碳棒，再将圆柱形碳棒按200cm的间隔进行切割；
(4)半成品干燥工艺
将圆柱形碳棒在80℃下进行24小时的热风干燥，得到半成品；
(5)切割工艺
将步骤(4)得到的半成品按滤芯规格进行切割，然后清洗掉表面沾附的异物和脱落的活性炭颗粒；
6)第一次真空高温塑型
将步骤(5)得到的半成品放入真空塑型炉中，在-0.08Mpa的真空压下，以700℃的温度进行2小时的焙烧，使其塑型；
(7)自然干燥
将步骤(6)得到的产品进行自然干燥；
(8)涂覆工艺
将步骤(7)得到的产品浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层；
(9)第二次真空高温塑型
将步骤(8)得到的产品自然干燥后，放入真空塑型炉中，在-0.08Mpa的真空压下，以1000℃的温度进行3小时的第2次焙烧，使其进一步塑型；包装后得到成品。
对实施例3制备得到的产品进行性能测试，测试结果见表1和表2。
表1 实施例1-3制备得到的产品对水进行处理后的测试结果
通过表1可以看出，与现有的普通市购的碳棒相比，本申请实施例1-3产品处理水后并没有带入活性炭粉尘和细小炭粒等物质，不需要使用去除微尘的UF超滤膜或者PP棉来除微尘。

Claims (10)

1.一种微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，其特征在于：由活性炭碳棒和陶瓷涂覆液制成；其中：活性炭碳棒由重量分数为70～90％的活性炭和10～30％的无机粘合剂制成。
2.根据权利要求1所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，其特征在于：无机粘合剂由高岭土、黏土和黄土按质量比为5～10：3～5：3～5组成。
3.根据权利要求1所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒，其特征在于：陶瓷涂覆液由陶瓷涂覆料和水制成，陶瓷涂覆料由如下质量分数的原料制成：高岭土5～10％、活性高岭土10～20％、硅藻土5～10％和石英60～70％。
4.一种权利要求1所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将活性炭与无机粘合剂经过湿式搅拌后压缩，经熟成干燥后用练泥机将其挤压成型，再经干燥后，切割，然后在真空条件下第一次焙烧塑型得到活性炭碳棒；
然后将活性炭碳棒浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层，然后在真空条件下进行第二次焙烧塑型，得到产品。
5.根据权利要求4所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：熟成干燥后的水分含量为25～40％。
6.根据权利要求4所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：在活性炭碳棒外层形成涂覆层，涂覆层的厚度为0.3～1mm。
7.根据权利要求4所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料的湿式搅拌工艺
将活性炭和无机粘合剂放入搅拌机内，再倒入水，搅拌，得到活性炭浆；
(2)压缩干燥熟成工艺
将步骤(1)得到的活性炭浆放入无纺布制成的模具中，压缩去除其中的水分，然后经熟成干燥为水分含量为25～40％的活性炭浆；
(3)练泥工艺
将步骤(2)得到的活性炭浆放入练泥机将其挤压成型为圆柱形的活性炭碳棒，再将圆柱形碳棒按50～200cm的间隔进行切割；
(4)半成品干燥工艺
将圆柱形碳棒进行干燥，得到半成品；
(5)切割工艺
将步骤(4)得到的半成品按滤芯规格进行切割，然后清洗掉表面沾附的异物和脱落的活性炭颗粒；
(6)第一次真空高温塑型
将步骤(5)得到的半成品放入真空塑型炉中，在-0.05～-0.1Mpa的压力下，以500～70的温度进行2～3小时的焙烧，使其塑型；
(7)自然干燥
将步骤(6)得到的产品进行5～10小时的自然干燥；
(8)涂覆工艺
将步骤(7)得到的产品浸润陶瓷涂覆液，使其在活性炭碳棒外层形成涂覆层；
(9)第二次真空高温塑型
将步骤(8)得到的产品自然干燥后，放入真空塑型炉中，在-0.05～-0.1Mpa的压力下，以700～1000℃的温度进行3～5小时的第2次焙烧，使其进一步塑型；包装后得到成品。
8.根据权利要求7所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中活性炭目数为10～325目。
9.根据权利要求7所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中熟成干燥的温度为20～25℃，时间为2～3日。
10.根据权利要求7所述的微尘去除式无机粘合剂活性炭碳棒的制备方法，其特征在于：步骤(4)中干燥为：在50～80℃下进行24～48小时的热风干燥。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106925206A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 中国人民解放军沈阳军区司令部工程科研设计所 一种利用黄土添加剂改良黏土吸附性能的方法

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