CN1109575C - 复合材料载体活性炭棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合材料载体活性炭棒及制备方法，载体材料选用无毒无味的超高分子复合过滤材料，与活性炭粉料充分混合，灌注模具，采用特殊的烧结工艺，冷却成型后即制得成品新型复合材料载体活性炭棒。该制备方法具有工艺简单，投资少，产品无毒无味、流体阻力小、吸附性能高、吸附速度快、使用范围广、成型性好、使用方便、净化效果好。可适用于空气净化、水净化、有机物吸附净化等需要吸附净化的场合，具有较大的实施价值和社会经济效益。
Description
技术领域
本发明属于活性炭棒及其制备方法，特别是涉及一种载体材料本身具有微孔结构的活性炭棒及其制备方法。适用于空气净化、水净化、有机物吸附净化等需要吸附净化的场合。
背景技术
现有技术用于空气净化、水净化、有机物吸附净化的方法基本上都采用活性炭罐或用粘合剂粘结成的活性炭棒。传统方法存在有以下弊端：
1、活性炭罐：它里面装填的是散状颗粒活性炭，需要过滤的介质透过这些活性炭颗粒，介质中的细菌和臭味就被活性炭吸收。但是这些活性炭颗粒呈散沙状，需要过滤的介质不可能充分流过它，故很容易造成介质中的有害物质不能被活性炭充分吸收而造成过滤效果降低。或需反复过滤多次才能达到标准。
2、粘合剂粘结活性炭棒存在的最大问题：
(1)目前我国境内生产的粘合剂绝大部分都带有毒性。用这些粘合剂制作成的活性炭棒如果用于民用的空气净化或水净化，无疑会对人体造成极大的伤害。
(2)粘合剂本身不透气。用它作活性炭棒载体不但不能增加炭棒的透气性，而且还要将活性炭的透气微孔粘住堵塞。这样不但大大增加炭棒的阻力，使过滤效率降低，而且由于活性炭的微孔被粘住也造成活性炭的吸附效果减小。
发明内容
本发明的任务是克服现有技术的缺点，目的是提供一种工艺简单、投资少，产品具有无毒无味、流体阻力小、吸附性能高、吸附速度快、使用范围广、成型性好、使用方便、净化效果好的新型复合材料载体活性炭棒及其制备方法。
本发明的目的可以这样实现，本发明复合材料载体活性炭棒按重量比是由25-50％超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)粉料和高密度聚乙烯(HDPE)粉料作为载体与50％-75％活性炭粉料混合在模具中加压加温烧结构成，载体中超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)粉料与高密度聚乙烯(HDPE)粉料的重量比例为1比0.1-0.3。
上述超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)和高密度聚乙烯(HDPE)粉料颗粒度大小范围分别为40目-150目之间；上述活性炭粉料颗粒度大小范围分别为16目-120目之间。
按上述复合材料载体活性炭棒的制备方法，是以无毒无味的超高分子复合过滤材料为载体；先将用作载体材料的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)和高密度聚乙烯(HDPE)粉料选样，颗粒度大小范围在40目-150目之间；然后用1份超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)粉料加10-30％(重量％)高密度聚乙烯(HDPE)粉料，混合均匀制成占总重量25％-50％的载体材料；然后将16目-120目活性炭粉料按重量占总重量的50％-75％的比例加入载体材料中混合均匀，灌注到特定的模具中，模具两端加端盖，用压力机械将混合材料压实，再放入干燥箱中以200℃-300℃烧结，时间为30分钟至60分钟，烧结结束，将模具取出冷却，脱模后即制成复合材料载体活性炭棒成品。
本发明烧结过程中载体材料会粘接绞连起来，织成一个三维立体交叉的空间网络，将散沙状的活性炭颗粒固定在网络空间里，冷却成型后形成一个整体；各种类型的活性炭选择可以根据需要过滤的物质的特点和要求确定。
本发明优点及原理为：
1、超高分子复合过滤材料本身的特性就是无毒无味的开式微孔过滤材料，其作为载体是由它的颗粒与活性炭颗粒绞连在一起而不是粘住活性炭的微孔，这样就大大增加了透气性使流体阻力降至最低，使活性炭能充分吸收水中的细菌和臭味；试验表明用超高分子复合过滤材料作载体的活性炭棒的流阻要比粘合剂作载体的活性炭棒流阻小一倍以上，这种炭棒不但对水中的细菌和臭味消除的干净而且净化的水量大用户非常满意。
2、超高分子复合过滤材料是一种超惰性材料，在水适应的温度范围内它不会发生任何化学变化和物理变化，而且不会产生任何异味，所以用它作载体的活性炭棒可长期存放而不会发生霉变；高效杀菌除臭活性炭棒价格低廉，使用方便，经使用检测，活性炭对水的吸收率高达98％以上，是家庭饮用水净化和工厂净化水最理想的工具之一。
具体实现方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：
取60目-80目颗粒度的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)1份，60目-80目颗粒度的高密度聚乙烯(HDPE)0.3份，在搅拌机中混合均匀，制成载体材料共1.3份。取80目左右颗粒度的优等净水活性炭2.4份放入载体材料中在搅拌机中混合均匀，制成活性炭混合材料。把活性炭混合材料灌注到活性炭棒模具中，填满后模具两端加端盖，用专用的压力机械将混合材料压实，再放入干燥箱中以240℃烧结，时间为40分钟，烧结结束，将模具取出速放入冷水中冷却，去掉端盖后脱模即制成复合材料载体活性炭棒成品。
基于上述制做的复合材料载体活性炭棒成品，选用的净水活性炭技术指标如下：
| 项目 | 碘吸附值mg/g | 脱色力mf | 耐磨强度％ | 干燥减量％ | 残渣％ | 充填密度μ/ml | PH值 |
| 指标 | ≥1000 | ≥12 | ≥90 | ≤10 | ≤3 | 0.35-0.45 | 6-9 |
取实施例1中制成的复合材料载体活性炭棒成品1根，装入净水机试验台中，往试验台里注入可口可乐饮料，经复合材料载体活性炭棒过滤后，过滤的液体目测呈无色状，饮用无味，没有原可口可乐饮料的口味。
实施例2：
取80目-100目颗粒度的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)1份，80目-100目颗粒度的高密度聚乙烯(HDPE)0.3份，在搅拌机中混合均匀，制成载体材料共1.3份；取80目-100目左右颗粒度的空气净化活性炭2.4份放入载体材料中在搅拌机中混合均匀，制成活性炭混合材料。把活性炭混合材料灌注到活性炭棒模具中，填满后模具两端加端盖，用专用的压力机械将混合材料压实，再放入干燥箱中以240℃烧结，时间为40分钟，烧结结束，将模具取出速放入冷水中冷却，去掉端盖后脱模即制成复合材料载体活性炭棒成品。
基于实施例2制做的复合材料载体活性炭棒成品，选用的净水活性炭技术指标如下：
| 项目 | 碘吸附值mg/g | 强度％ | 苯吸附值mg/g | 干燥减量％ | PH值 | 充填密度μ/ml |
| 指标 | ≥1000 | ≥85 | ≥450 | ≤10 | 7-9 | 0.3-0.4 |
取实施例2中制成的复合材料载体活性炭棒成品1根，装入净水机试验台中，往试验台入口吹入香烟，经复合材料载体活性炭棒过滤后，目测看不到香烟的烟尘。
综上所述，本发明与现有技术相比，工艺简单、投资少，产品具有吸附性能高、流体阻力小的特点。显然本发明为一种新颖、进步并深具实用性的新设计。以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的等效改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内，特此说明。
Claims (2)
1、一种复合材料载体活性炭棒，其特征在于按重量比是由25-50％超高相对分子质量聚乙烯粉料和高密度聚乙烯粉料作为载体与50％-75％活性炭粉料混合在模具中加压加温烧结构成，载体中超高相对分子质量聚乙烯粉料与高密度聚乙烯粉料的重量比例为1比0.1-0.3；超高相对分子质量聚乙烯和高密度聚乙烯粉料颗粒度大小范围分别为40目-150目之间；活性炭粉料颗粒度大小范围为16目-120目之间。
2、如权利要求1所述的复合材料载体活性炭棒制备方法，其特征在于先将用作载体材料的超高相对分子质量聚乙烯和高密度聚乙烯粉料选样，颗粒度大小范围在40目-150目之间；然后用1份超高相对分子质量聚乙烯粉料加10-30％(重量％)高密度聚乙烯粉料，混合均匀制成占总重量25％-50％的载体材料；然后将16目-120目活性炭粉料按重量占总重量的50％-75％的比例加入载体材料中混合均匀，灌注到特定的模具中，模具两端加端盖，用压力机械将混合材料压实，再放入干燥箱中以200℃-300℃烧结，时间为30分钟至60分钟，烧结结束，将模具取出冷却，脱模后即制成复合材料载体活性炭棒成品。
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