CN105148621A - 活性炭陶瓷一体型滤芯及其制备方法 - Google Patents

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田幸锡
吴熹元
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Abstract

本发明涉及一种陶瓷滤芯，具体涉及一种活性炭陶瓷一体型滤芯及其制备方法。包括如下质量分数的原料：活性炭20～50％、硅藻土20～40％、高岭土20～40％、粘土2～5％和黄土2～5％。该活性炭陶瓷一体型滤芯产品解决了现有陶瓷滤芯所不能去除的余氯问题，且改善了水的味道，将活性炭和陶瓷一体化制造成能够发挥多种效果的一种滤芯，净水性能提高，降低了净水滤芯的数量，从而简化了净水系统；本发明解决了现有活性炭陶瓷在高温条件下塑型时活性炭发生氧化的问题；本发明还提供其制备方法，简化了工艺，且大大降低了生产成本。

Description

活性炭陶瓷一体型滤芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷滤芯，具体涉及一种活性炭陶瓷一体型滤芯及其制备方法。
背景技术
陶瓷滤芯设置在净水器滤芯的前半部分，在前处理上发挥着去除异物及杂质的作用，设置在后段上是为了改善水的味道。一般情况下，安装在净水器上，用以去除自来水中的异物及管道中的锈等杂质的陶瓷滤芯是用高岭土、粘土、黄土及氧化铝等无机物的粉末来制作的。
但是，陶瓷滤芯本身是不能去除自来水中的余氯的，为了改善水的味道而加入的陶瓷材料，使得氢离子浓度(PH)值上升且超过了饮用水的标准，而且总溶解固体物(TDS)数值的上升使净水效果得到下降。
首先净水器滤芯用的陶瓷滤芯，在第一次前处理滤芯的作用时使滤芯现有的PP棉的性能成为可能，在后半部分构成了颗粒活性炭滤芯及活性炭碳棒过滤，实现了去除余氯的目的。
而且，为了改善水的味道，安装在后处理活性炭滤芯的后端，为了改善水的味道而添加的麦饭石、珊瑚石及电气石等陶瓷成分使得氢离子浓度(pH)值上升，做成了强碱性净化水，使成为饮用水标准的氢离子浓度(pH)值超过了8.5，此时成为净水系统中的逆渗压(RO)中的RO膜的净水性能降低，通过陶瓷滤芯总溶解固体物(TDS)的数值得到上升，最终使得净水性能降低。现在在自然过滤式的拱型净水器陶瓷滤芯的拱形形状中放入活性炭颗粒及陶瓷球使得其性能得到提高。但是由于陶瓷塑型要在700～1100℃的高温环境下进行，在此温度下活性炭易被氧化，成为了一个缺点，无法生产出陶瓷混合了活性炭的一体型产品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种活性炭陶瓷一体型滤芯，解决了现有活性炭陶瓷在高温条件下塑型时活性炭发生氧化的问题，能够去除余氯且改善了水的味道；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的活性炭陶瓷一体型滤芯，包括如下质量分数的原料：
活性炭20～50％、硅藻土20～40％、高岭土20～40％、粘土2～5％和黄土2～5％。
硅藻土、高岭土、粘土和黄土均为本领域常规市售产品。
活性炭的粒径为10～325目。
本发明所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，包括以下步骤：
将所有原料混合搅拌后，经练泥机压缩，再在压缩机中切割成圆柱形，进行干燥，切割处理后得到半成品，然后再进行干燥处理，再在无氧的条件下加热进行真空塑型，得到产品。
本发明所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)搅拌
将所有原料混合，加入水搅拌；
(2)练泥
将步骤(1)搅拌好的浆料经练泥机压缩，放在压缩机的夹具内进行切割，切割成圆柱形；
(3)自然干燥
将步骤(2)圆柱形碳棒进行自然干燥，得到半成品；
(4)切割
将步骤(3)得到的半成品按滤芯规格切割后，用压缩空气去除半成品表面粘附的异物及脱落的活性炭颗粒；
(5)干燥
把步骤(4)得到的半成品进行干燥处理；
(6)高温塑型
把步骤(5)得到的半成品在无氧条件下加热进行真空塑型，得到产品。
其中：
步骤(1)为将所有原料混合，加入水搅拌25-35分钟，水占原料质量的30-40％。
步骤(2)中放在压缩机的夹具内进行切割为以15～600cm的长度进行切割。
步骤(3)中自然干燥的时间为15～24小时，自然干燥为室温。
步骤(5)中干燥处理为在60～80℃的环境中进行10～24小时的干燥处理。
步骤(6)为把步骤(5)得到的半成品放在真空塑型炉中，此时真空塑型炉的真空压力为-0.05～-0.1Mpa；为了隔绝氧气，持续往塑型炉中通惰性气体，保持真空塑型炉内的压力为0.05～0.1Mpa塑型，塑型温度为700～1100℃，塑型时间为3～5小时；包装后得到产品。
惰性气体优选为氮气。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明所述的活性炭陶瓷一体型滤芯产品，安装在陶瓷滤芯或者自然过滤式的净水器上，解决了现有陶瓷滤芯所不能去除的余氯问题，使得氢离子浓度(pH)、总溶解固体物(TDS)的数值不会上升，且改善了水的味道，把10～325目的粒状活性炭混合进去，将活性炭和陶瓷一体化制造成能够发挥多种效果的一种滤芯，净水性能提高，降低了净水滤芯的数量，从而简化了净水系统。
(2)为了能够充分发挥活性炭及陶瓷固有的性能，且防止活性炭陶瓷在700～1100℃的高温条件下进行塑型时活性炭发生氧化，本发明提供了一种活性炭陶瓷一体型滤芯产品，解决了现有活性炭陶瓷在高温条件下塑型时活性炭发生氧化的问题。
(3)本发明生产出陶瓷活性炭混合的一体型产品，简化了工艺，且大大降低了生产成本。
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
一种活性炭陶瓷一体型滤芯，由如下质量分数的原料：
活性炭40％、硅藻土30％、高岭土20％、粘土5％和黄土5％。
制备方法包括以下步骤：
1)搅拌
将所有原料混合，加入水搅拌30分钟，水占原料质量的35％；
2)练泥
将步骤(1)搅拌好的浆料经练泥机压缩，放在压缩机的夹具内进行切割为以20cm的长度进行切割，切割成圆柱形；
3)自然干燥
将步骤(2)圆柱形碳棒进行24小时的自然干燥，得到半成品；
4)切割
将步骤(3)得到的半成品按滤芯规格切割为合适的尺寸后，用压缩空气去除半成品表面粘附的异物及脱落的活性炭颗粒；
5)干燥
把步骤(4)得到的半成品放在70℃的环境中进行24小时的干燥处理；
6)高温塑型
步骤(6)为把步骤(5)得到的半成品放在真空塑型炉中，此时真空塑型炉的真空压力为-0.08Mpa；为了隔绝氧气，持续往塑型炉中通惰性气体氮气，保持真空塑型炉内的压力为0.08Mpa塑型，塑型温度为900℃，塑型时间为4小时；包装后得到产品。
实施例2
实施例2原料和制备方法与实施例1相同，唯一的不同是塑型温度不同，具体见表1。
实施例3
一种活性炭陶瓷一体型滤芯，由如下质量分数的原料：
活性炭30％、硅藻土30％、高岭土30％、粘土5％和黄土5％。
制备方法包括以下步骤：
1)搅拌
将所有原料混合，加入水搅拌30分钟，水占原料质量的35％；
2)练泥
将步骤(1)搅拌好的浆料经练泥机压缩，放在压缩机的夹具内进行切割为以20cm的长度进行切割；
3)自然干燥
将步骤(2)圆柱形碳棒进行24小时的自然干燥，得到半成品；
4)切割
将步骤(3)得到的半成品按滤芯规格切割为合适的尺寸后，用压缩空气去除半成品表面粘附的异物及脱落的活性炭颗粒；
5)干燥
把步骤(4)得到的半成品放在70℃的环境中进行24小时的干燥处理；
6)高温塑型
步骤(6)为把步骤(5)得到的半成品放在真空塑型炉中，此时真空塑型炉的真空压力为-0.08Mpa；为了隔绝氧气，持续往塑型炉中通惰性气体氮气，保持真空塑型炉内的压力为0.08Mpa塑型，塑型温度为900℃，塑型时间为4小时；包装后得到产品。
实施例4
实施例4原料和制备方法与实施例3相同，唯一的不同是塑型温度不同，具体见表1。
实施例5
一种活性炭陶瓷一体型滤芯，由如下质量分数的原料：
活性炭20％、硅藻土40％、高岭土30％、粘土5％和黄土5％。
制备方法包括以下步骤：
1)搅拌
将所有原料混合，加入水搅拌30分钟，水占原料质量的35％；
2)练泥
将步骤(1)搅拌好的浆料经练泥机压缩，放在压缩机的夹具内进行切割为以20cm的长度进行切割，切割成圆柱形；
3)自然干燥
将步骤(2)圆柱形碳棒进行24小时的自然干燥，得到半成品；
4)切割
将步骤(3)得到的半成品按滤芯规格切割为合适的尺寸后，用压缩空气去除半成品表面粘附的异物及脱落的活性炭颗粒；
5)干燥
把步骤(4)得到的半成品放在70℃的环境中进行24小时的干燥处理；
6)高温塑型
步骤(6)为把步骤(5)得到的半成品放在真空塑型炉中，此时真空塑型炉的真空压力为-0.08Mpa；为了隔绝氧气，持续往塑型炉中通惰性气体氮气，保持真空塑型炉内的压力为0.08Mpa塑型，塑型温度为900℃，塑型时间为4小时；包装后得到产品。
实施例6
实施例6原料和制备方法与实施例5相同，唯一的不同是塑型温度不同，具体见表1。
将本发明实施例1-6制备的活性炭陶瓷一体型滤芯的原水压力为3kgf/cm2，原水空滤芯流量为3150ml/min，实验结果见表2，表2中原水pH是指自来水的pH，原水TDS是指自来水的TDS，通水pH是指经过滤芯过滤后的pH，通水TDS是指经过滤芯过滤后的TDS。
表1实施例1-6的原料组成和塑型温度表
表2实施例1-6产品的性能测试表

Claims (9)

1.一种活性炭陶瓷一体型滤芯，其特征在于：包括如下质量分数的原料：
活性炭20～50％、硅藻土20～40％、高岭土20～40％、粘土2～5％和黄土2～5％。
2.一种权利要求1所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将所有原料混合搅拌后，经练泥机压缩，再在压缩机中切割成圆柱形，进行干燥，切割处理后得到半成品，然后再进行干燥处理，再在无氧条件下加热进行真空塑型，得到产品。
3.根据权利要求2所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)搅拌
将所有原料混合，加入水搅拌；
(2)练泥
将步骤(1)搅拌好的浆料经练泥机压缩，放在压缩机的夹具内进行切割，切割成圆柱形；
(3)自然干燥
将步骤(2)圆柱形碳棒进行自然干燥，得到半成品；
(4)切割
将步骤(3)得到的半成品按滤芯规格切割后，用压缩空气去除半成品表面粘附的异物及脱落的活性炭颗粒；
(5)干燥
把步骤(4)得到的半成品进行干燥处理；
(6)高温塑型
把步骤(5)得到的半成品在无氧条件下加热进行真空塑型，得到产品。
4.根据权利要求3所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：步骤(1)为将所有原料混合，加入水搅拌25-35分钟，水占原料质量的30-40％。
5.根据权利要求3所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中放在压缩机的夹具内进行切割为以15-600cm的长度进行切割。
6.根据权利要求3所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：步骤(3)中自然干燥的时间为15～24小时。
7.根据权利要求3所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：步骤(5)中干燥处理为在60～80℃的环境中进行10～24小时的干燥处理。
8.根据权利要求3所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：步骤(6)为把步骤(5)得到的半成品放在真空塑型炉中，此时真空塑型炉的真空压力为-0.05～-0.1Mpa；为了隔绝氧气，持续往塑型炉中通惰性气体，保持真空塑型炉内的压力为0.05～0.1Mpa塑型，塑型温度为700～1100℃，塑型时间为3～5小时；包装后得到产品。
9.根据权利要求8所述的活性炭陶瓷一体型滤芯的制备方法，其特征在于：惰性气体为氮气。
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