一種涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，該制備方法采用低熔點(diǎn)的原材料，并采用先分散后絮凝的方法制備涂層用漿料，使涂層中的原料和孔隙高度分散均勻，涂層工藝采用浸漬或者噴涂的方式將漿料涂層在復(fù)合陶瓷濾芯表面，涂層厚度均勻，涂層與坯體的結(jié)合性良好，燒結(jié)溫度不高于950℃，不會(huì)使硅藻土中的天然微孔因?yàn)楦邷責(zé)Y(jié)而坍塌。
【專利說(shuō)明】一種涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，特別是涉及一種可用于直飲型水過(guò)濾設(shè)備的高精度涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飲用水的污染物主要有細(xì)菌(例如大腸桿菌)、有機(jī)物(例如含氯代烴、苯類化合物)和重金屬離子(例如鉛、鎘)。我們?nèi)粘Ｊ褂玫淖詠?lái)水在殺菌處理過(guò)程中，一部分有機(jī)物和游離氯結(jié)合形成致癌的有機(jī)氯化物(如三氯甲烷)，此外管道內(nèi)微生物也會(huì)再繁殖，這些都影響了水的品質(zhì)，因此一般需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步純化處理方可飲用。適合人類飲用的水不是越純凈越好，微量元素在人骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)、新陳代謝系統(tǒng)等的發(fā)育過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用，而這些微量元素主要是從飲用水中汲取的。因此在水處理過(guò)程中，要盡量保留這些有益的礦物質(zhì)。現(xiàn)有的陶瓷凈水器可以在去除細(xì)菌、有機(jī)物、重金屬離子的同時(shí)，保留人體必須的微量元素，因此廣泛應(yīng)用做家庭直飲水凈化裝置。
[0003]陶瓷凈水器的關(guān)鍵過(guò)濾元件為陶瓷濾芯，是由陶瓷粉體經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的多孔過(guò)濾元件。與高分子反滲透膜以及中空纖維過(guò)濾膜不同，陶瓷濾芯采用深層過(guò)濾原理去除雜質(zhì)，水的通道直徑在0.1~ΙΟμπι之間分布，小的孔徑對(duì)于細(xì)菌具有絕對(duì)的阻止能力，抗菌劑的引入則可以防止細(xì)菌在濾芯里的滋生，因此通過(guò)濾芯的水的質(zhì)量安全可靠；而大的孔徑可以保證濾芯具有小的阻力和大通量，對(duì)濾芯的實(shí)用性具有重要意義。
[0004]英國(guó)的Doulton公司是目前全球最大及最知名的陶瓷濾芯生產(chǎn)廠家，它以硅藻土為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié) 而成多孔過(guò)濾元件。硅藻土由硅藻遺體組成，主要成分為二氧化硅(80~95% )，其余的成分主要為氧化鋁。硅藻本身為多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部非常有規(guī)律排列的小孔的孔徑一般為0.1~0.3 μ m之間，因此具有非常優(yōu)異的過(guò)濾和吸附能力。為了提高過(guò)濾效果，要求硅藻土的含量盡可能高。但是因?yàn)楣柙逋了苄缘?，含量過(guò)高將嚴(yán)重降低其成型能力，因此在成型過(guò)程中加入黏土以提高塑性和成型能力，但是這是以降低過(guò)濾效果為代價(jià)實(shí)現(xiàn)的。這種凈水器既可以安裝在家庭用的普通水龍頭上，供城市家庭使用，也可以采用重力型凈水裝置產(chǎn)生純凈水，在沒(méi)有自來(lái)水的地方使用。經(jīng)過(guò)濾可以濾除水中的水垢，大腸桿菌、囊蟲等致病細(xì)菌。通過(guò)裝在濾芯中的炭部分去除水中的氯氣、殘留農(nóng)藥、有害有機(jī)物等，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，不需要經(jīng)過(guò)加熱就可以直接飲用。但是由于炭的吸附速度有限，因此當(dāng)應(yīng)用到直飲機(jī)上的時(shí)候，吸附效果并不十分理想。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Doulton公司下屬的Hinton International公司開發(fā)了Black Bcrkcylv黑色陶瓷濾芯。它是在原來(lái)的陶瓷濾芯的成型過(guò)程中加入一定量的炭，使其均勻分散在陶瓷濾芯內(nèi)，顯著提高了接觸面積，從而避免水不流經(jīng)炭造成炭“短路”，失去作用。與內(nèi)裝炭比較，這種濾芯吸附速度顯著提高，而且飽和吸附量也顯著提高。這主要是因?yàn)樵趶?fù)合濾芯中，炭均勻分布在硅藻土陶瓷顆粒之間，利用硅藻土的微細(xì)結(jié)構(gòu)，使炭與水的接觸面積顯著增加，提高了吸附速度。由于炭和硅藻土的共同作用，促進(jìn)了有機(jī)物的催化分解，導(dǎo)致總吸附量的顯著提高。這種陶瓷濾芯細(xì)菌的去除率達(dá)到99.9%以上，有害有機(jī)物去除一般也都在95%以上，而重金屬離子的去除在85%以上。此外，如果將濾芯經(jīng)過(guò)載銀處理，引入了少量的銀離子，可以抑制長(zhǎng)期使用后濾芯內(nèi)細(xì)菌的滋生。但是，Black Bcrkcyκ:_黑色陶瓷濾芯在制備過(guò)程中，其燒結(jié)溫度為1020~1200°C，高于1000°C，而現(xiàn)有的研究已經(jīng)表明，當(dāng)燒結(jié)溫度高于1000°C時(shí)，硅藻土中的天然微孔會(huì)因?yàn)椴糠譄Y(jié)而融合，致使硅藻土的過(guò)濾效率和濾芯的水通量同時(shí)降低。因此，為了防止上述現(xiàn)象發(fā)生，有必要降低生坯的燒結(jié)溫度。
[0005]由于活性炭與硅藻土的燒結(jié)性能較差，含有活性炭的陶瓷濾芯的強(qiáng)度一般都比較低，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)表面粉塵脫落，陶瓷濾芯斷裂的現(xiàn)象。因此，有必要提高陶瓷濾芯的強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種新型的含有硅藻土和炭的復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的目的是基于以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，包括如下步驟:
[0009]I)硅藻土原料采用經(jīng)過(guò)高溫煅燒的硅藻土助濾劑，平均粒度為20-40 μ m,將硅藻土、分散劑和去離子水加入到球磨罐中，球磨成均勻分布的漿料，所使用的硅藻土、分散劑和去離子水的重量比為1000:1~20:1000~2000，；
[0010]2)將絮凝劑和和穩(wěn)定劑加入到步驟I中得到的漿料中，絮凝劑加入量為步驟I的硅藻土和分散劑使用總重量的0.2~3%;穩(wěn)定劑加入量為步驟I的硅藻土和分散劑使用總重量的I~10% ;繼續(xù)球磨使絮凝劑和穩(wěn)定劑均勻分散在衆(zhòng)料中，球磨的轉(zhuǎn)速是60rpm~150rpm,繼續(xù)球磨時(shí)間是0.5~3小時(shí)，使絮凝劑和穩(wěn)定劑在漿料中混合均勻，獲得穩(wěn)定的部分絮凝的漿料；
[0011]3)將步驟2中得到的部分絮凝的漿料靜置12~48小時(shí)，使?jié){料充分均勻化并脫泡；
[0012]4)a/將硅藻土、植物纖維粉、分散劑、抗菌劑和去離子水加入到球磨罐中，球磨成均勻分布的漿料；所使用的硅藻土、植物纖維粉、分散劑、抗菌劑和去離子水的重量比為1000:30 ~1500:1 ~20:0 ~50:1000-2000 ；
[0013]b/將絮凝劑和和穩(wěn)定劑加入到步驟a中得到的漿料中，繼續(xù)球磨使絮凝劑和穩(wěn)定劑均勻分散在漿料中，獲得穩(wěn)定的部分絮凝的漿料；
[0014]c/將步驟b中得到的部分絮凝的漿熟化，然后在模具內(nèi)空心注漿成型，脫模后獲得陶瓷濾芯生坯；
[0015]5)采用浸潰的方法在復(fù)合陶瓷坯體內(nèi)、外表面進(jìn)行涂層；所述浸潰包括外表面浸潰和內(nèi)表面浸潰，外表面浸潰是將復(fù)合陶瓷濾芯坯體浸入熟化后的漿料，待坯體表面吸附上一層厚度為0.5~3_的涂層坯體，從涂層漿料中取出復(fù)合陶瓷濾芯坯體；內(nèi)表面浸潰是將涂層漿料倒入復(fù)合陶瓷濾芯坯體空腔中，待在空腔內(nèi)壁吸附的涂層厚度為0.5~3mm后倒出空腔中未吸附的漿料，獲得內(nèi)表面涂層濾芯；
[0016]6)將步驟5制備的涂層生坯在60~100°C下放置5~48小時(shí)，
[0017] 7)將干燥后的生坯在惰性氣體保護(hù)下在650°C~950°C的溫度保持I~5小時(shí)進(jìn)行燒結(jié)，并隨爐冷卻到室溫，獲得含有涂層的復(fù)合陶瓷濾芯。[0018]利用上述技術(shù)路線可以制得不同形狀、不同厚度的涂層復(fù)合陶瓷濾芯。
[0019]前述涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法中，步驟I中的硅藻土原料優(yōu)選為市售的經(jīng)過(guò)高溫煅燒的硅藻土助濾劑，平均粒度為30 μ m。
[0020]分散劑優(yōu)選為碳酸鈉或水玻璃中的一種或其組合，將上述材料在球磨罐以60rpm~150rpm的轉(zhuǎn)速球磨3~10小時(shí)后,可獲得分散均勻的陶瓷衆(zhòng)料。
[0021]前述涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法中，步驟2中的絮凝劑優(yōu)選為平均分子量為300萬(wàn)的聚丙烯酰胺、阿拉伯樹膠、羧甲基纖維素鈉或高嶺土中的一種；穩(wěn)定劑優(yōu)選為鈣基膨潤(rùn)土或鈉基膨潤(rùn)土。
[0022]前述涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法中，步驟4中的熟化是指將步驟b中所獲得的部分絮凝的漿料靜置12~48小時(shí)，使?jié){料充分均勻化并脫泡。
[0023]步驟4中，還可以用噴涂的方法替代浸潰涂層方法，所述的噴涂是利用噴槍將涂層漿料均勻噴涂在復(fù)合陶瓷濾芯坯體的表面上，噴涂的厚度為0.5-3_。
[0024]前述涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法中，步驟6優(yōu)選為，將步驟4中制備的生坯在70~90°C下放置10~40小時(shí)，除去坯體中的水分。
[0025]本發(fā)明所述的惰性氣體可以為氬氣、氦氣、氡氣或氮?dú)庵械囊环N,優(yōu)選為氮?dú)狻?br> [0026]本發(fā)明的主要優(yōu) 點(diǎn)是:
[0027](I)使用經(jīng)過(guò)高溫熔融煅燒的食品級(jí)硅藻助濾劑取代硅藻原土作為濾芯原料，顯著提高原料的純度，保證了過(guò)濾后的水不受硅藻土原料中可能存在的有害物質(zhì)的污染；
[0028](2)采用先分散、后絮凝的方式制備注漿成型用的漿料:首先通過(guò)合適的分散劑使原料均勻分散，然后利用合適的絮凝劑、穩(wěn)定劑使?jié){料部分絮凝，從而提高了坯體的孔隙率和孔徑大小分布的均勻性，提高了漿料的穩(wěn)定性(10小時(shí)不出現(xiàn)固液分層)，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0029](3)該制備方法沒(méi)有使用高熔點(diǎn)的原料，并且坯體中原料和孔隙分散高度均勻，降低了燒結(jié)溫度，使其低于950°C，從而不會(huì)使硅藻土中的天然微孔因?yàn)楦邷責(zé)Y(jié)而坍塌。
[0030](4)該制備方法制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯表面無(wú)粉塵脫落；并且濾芯具有內(nèi)、中、外三層不同孔徑過(guò)濾，增強(qiáng)了過(guò)濾功能，保證飲水安全，
[0031](5)三層結(jié)構(gòu)顯著改善了陶瓷濾芯的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0033]首先制備含硅藻土和炭的復(fù)合陶瓷濾芯生坯
[0034]1、將 4000g 氧化招球(按重量比 Φ 30mm: Φ 20mm: Φ 15mm = 1:2:1)裝入到 10 升
的聚胺脂球磨罐中，然后依次加入IL去離子水、1000g平均粒度為30 μ m的硅藻土助濾劑、30g平均粒度為15 μ m的食品級(jí)玉米淀粉、5g水玻璃(模數(shù)為3)、13克無(wú)水碳酸鈉以及3g納米銀抗菌劑。將球磨罐密封后，以SOrpm的速度進(jìn)行球磨8小時(shí)，獲得分散的陶瓷漿料。
[0035]2、打開球磨罐，加入5g羧甲基纖維素鈉鹽及30g鈣基膨潤(rùn)土，然后以SOrpm的速度繼續(xù)球磨3小時(shí)，獲得部分絮凝的穩(wěn)定的陶瓷漿料。
[0036]3、將部分絮凝的陶瓷漿料靜置12小時(shí)熟化，然后倒入石膏模具中，靜置15分鐘，然后將石膏模翻轉(zhuǎn)倒出剩余的漿料；保持模具倒轉(zhuǎn)，靜置180分鐘，脫模后得到直徑50mm，壁厚6.5mm,長(zhǎng)度250mm,—端封閉，另一端開口的陶瓷濾芯生還。
[0037]在該涂層復(fù)合陶瓷濾芯中，硅藻土與炭重量占濾芯總重量的94%。
[0038]實(shí)施例1
[0039]1、將4000g氧化鋁球(按重量比Φ 30mm: Φ 20mm: Φ 15_ = 1:2:1)裝入到10升
的聚胺脂球磨罐中，然后依次加入IL去離子水、1000g平均粒度為30 μ m的硅藻土助濾劑、5g水玻璃(模數(shù)為3)、13克無(wú)水碳酸鈉。將球磨罐密封后，以80rpm的速度進(jìn)行球磨10小時(shí)，獲得分散的陶瓷漿料。
[0040]2、打開球磨罐，加入5g羧甲基纖維素鈉鹽及30g鈣基膨潤(rùn)土，然后以SOrpm的速度繼續(xù)球磨3小時(shí)，獲得部分絮凝的穩(wěn)定的陶瓷漿料。
[0041]3、將部分絮凝的陶瓷漿料靜置12小時(shí)熟化，
[0042]4、將熟化后的漿料導(dǎo)入復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)部，靜置lmin，倒出多余漿料，靜置Imin后放入80°C烘箱烘干4小時(shí)，將烘干后的陶瓷坯體插入陶瓷漿料中浸潰外層lmin，取出，待表面涂層水分干燥后放入80°C烘箱烘干6小時(shí)。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)過(guò)程中，以2°C /min的升溫速度溫到650°C，并在650°C保溫5小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，得到涂層復(fù)合陶瓷濾芯。
[0043]用孔隙率測(cè)定儀對(duì)制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，濾芯的孔隙率63% ;再將制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯壁切成6mmX6mmX50mm的長(zhǎng)條，檢測(cè)其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度，其三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度12MPa ;本發(fā)明中，利用一端封閉，另外一端開口的濾芯進(jìn)行重力過(guò)濾的過(guò)濾效果檢測(cè)，將未過(guò)濾的水加入到涂層復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)，然后對(duì)濾芯中滲透出來(lái)的過(guò)濾后的水進(jìn)行大腸桿菌去除率、氯離子去除率、鉛離子去除率、肉眼可見物、渾濁度和陶瓷濾芯開孔孔隙率的分析檢測(cè)，大腸桿菌去除率>99.99% ;水中殘氯去除氯>99% ;鉛去除率>99% ;無(wú)肉眼可見物；渾濁度< 0.1NTU。
[0044]實(shí)施例2
[0045]1、將 4000g 氧化招球(按重量比 Φ 30mm: Φ 20mm: Φ 15mm = 1:2:1)裝入到 10 升的聚胺脂球磨罐中，然后依次加入1.25L去離子水、1000g平均粒度為30 μ m的硅藻土助濾劑、5g水玻璃(模數(shù)為3)、8克無(wú)水碳酸鈉。將球磨罐密封后，以80rpm的速度進(jìn)行球磨8小時(shí)，獲得分散的陶瓷漿料。
[0046]2、打開球磨罐，加入20g的高嶺土及30g鈣基膨潤(rùn)土，然后以80rpm的速度繼續(xù)球磨3小時(shí)，獲得部分絮凝的穩(wěn)定的陶瓷漿料。
[0047]3、將部分絮凝的陶瓷漿料靜置12小時(shí)熟化，
[0048]4、將熟化后的漿料導(dǎo)入復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)部，靜置lmin，倒出多余漿料，靜置Imin后放入80°C烘箱烘干4小時(shí)，將烘干后的陶瓷坯體插入陶瓷漿料中浸潰外層lmin，取出，待表面涂層水分干燥后放入80°C烘箱烘干6小時(shí)。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)過(guò)程中，以2°C /min的升溫速度溫到800°C，并在800°C保溫3小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，得到涂層復(fù)合陶瓷濾芯。
[0049]用孔隙率測(cè)定儀對(duì)制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，濾芯的孔隙率66% ;再將制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯壁切成6mmX6mmX50mm的長(zhǎng)條，檢測(cè)其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度，其三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度16.7MPa;本發(fā)明中，利用一端封閉，另外一端開口的濾芯進(jìn)行重力過(guò)濾的過(guò)濾效果檢測(cè)，將未過(guò)濾的水加入到涂層復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)，然后對(duì)濾芯中滲透出來(lái)的過(guò)濾后的水進(jìn)行大腸桿菌去除率、氯離子去除率、鉛離子去除率、肉眼可見物、渾濁度和陶瓷濾芯開孔孔隙率的分析檢測(cè)，大腸桿菌去除率>99.99% ;水中殘氯去除氯>99% ;鉛去除率>99% ;無(wú)肉眼可見物；渾濁度< 0.1NTU。
[0050]實(shí)施例3
[0051]1、將 4000g 氧化招球(按重量比 Φ 30mm: Φ 20mm: Φ 15mm = 1:2:1)裝入到 10 升的聚胺脂球磨罐中，然后依次加入1.5L去離子水、1000g平均粒度為30 μ m的硅藻土助濾劑、IOg水玻璃(模數(shù)為3)、5克無(wú)水碳酸鈉。將球磨罐密封后，以80rpm的速度進(jìn)行球磨6小時(shí)，獲得分散的陶瓷漿料。
[0052]2、打開球磨罐,加入5g阿拉伯膠及60g 鈣基膨潤(rùn)土,然后以80rpm的速度繼續(xù)球磨2小時(shí)，獲得部分絮凝的穩(wěn)定的陶瓷漿料。
[0053]3、將部分絮凝的陶瓷漿料靜置20小時(shí)熟化，
[0054]4、將熟化后的漿料導(dǎo)入復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)部，靜置lmin，倒出多余漿料，靜置Imin后放入100°C烘箱烘干4小時(shí)，將烘干后的陶瓷坯體插入陶瓷漿料中浸潰外層lmin，取出，待表面涂層水分干燥后放入100°C烘箱烘干6小時(shí)。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)過(guò)程中，以2V /min的升溫速度溫到900°C，并在900°C保溫3小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，得到涂層復(fù)合陶瓷濾芯。
[0055]用孔隙率測(cè)定儀對(duì)制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，濾芯的孔隙率68% ;再將制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯壁切成6mmX6mmX50mm的長(zhǎng)條，檢測(cè)其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度，其三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度15.6MPa ;本發(fā)明中，利用一端封閉，另外一端開口的濾芯進(jìn)行重力過(guò)濾的過(guò)濾效果檢測(cè)，將未過(guò)濾的水加 入到涂層復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)，然后對(duì)濾芯中滲透出來(lái)的過(guò)濾后的水進(jìn)行大腸桿菌去除率、氯離子去除率、鉛離子去除率、肉眼可見物、渾濁度和陶瓷濾芯開孔孔隙率的分析檢測(cè)，大腸桿菌去除率>99.99% ;水中殘氯去除氯>99% ;鉛去除率>99% ;無(wú)肉眼可見物；渾濁度< 0.1NTU。
[0056]實(shí)施例4
[0057]1、將 4000g 氧化招球(按重量比 Φ 30mm: Φ 20mm: Φ 15mm = 1:2:1)裝入到 10 升的聚胺脂球磨罐中，然后依次加入1.6L去離子水、1000g平均粒度為30 μ m的硅藻土助濾劑、8g水玻璃(模數(shù)為3)、7克無(wú)水碳酸鈉。將球磨罐密封后，以80rpm的速度進(jìn)行球磨I小時(shí)，獲得分散的陶瓷漿料。
[0058]2、打開球磨罐，加入15g羧甲基纖維素納及60g鈣基膨潤(rùn)土，然后以SOrpm的速度繼續(xù)球磨2小時(shí)，獲得部分絮凝的穩(wěn)定的陶瓷漿料。
[0059]3、將部分絮凝的陶瓷漿料靜置20小時(shí)熟化，
[0060]4、將熟化后的漿料導(dǎo)入復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)部，靜置lmin，倒出多余漿料，靜置Imin后放入90°C烘箱烘干4小時(shí)，將烘干后的陶瓷坯體插入陶瓷漿料中浸潰外層lmin，取出，待表面涂層水分干燥后放入90°C烘箱烘干6小時(shí)。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)過(guò)程中，以5°C /min的升溫速度溫到950°C，并在950°C保溫3小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，得到涂層復(fù)合陶瓷濾芯。
[0061]用孔隙率測(cè)定儀對(duì)制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，濾芯的孔隙率60% ;再將制得的涂層復(fù)合陶瓷濾芯壁切成6mmX6mmX50mm的長(zhǎng)條，檢測(cè)其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度，其三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度23MPa;本發(fā)明中，利用一端封閉，另外一端開口的濾芯進(jìn)行重力過(guò)濾的過(guò)濾效果檢測(cè)，將未過(guò)濾的水加入涂層到復(fù)合陶瓷濾芯內(nèi)，然后對(duì)濾芯中滲透出來(lái)的過(guò)濾后的水進(jìn)行大腸桿菌去除率、氯離子去除率、鉛離子去除率、肉眼可見物、渾濁度和陶瓷濾芯開孔孔隙率的分析檢測(cè)，大腸桿菌去除率>99.99% ;水中殘氯去除氯>99% ;鉛去除率>99% ;無(wú)肉眼可見物；渾濁度< 0.1NTU。
【權(quán)利要求】
1.涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，包括以下步驟: 1)硅藻土原料采用經(jīng)過(guò)高溫煅燒的硅藻土助濾劑，平均粒度為20-40μ m，將硅藻土、分散劑和去離子水加入到球磨罐中，球磨成均勻分布的漿料，所使用的硅藻土、分散劑和去離子水的重量比為1000:1~20:1000~2000 ； 2)將絮凝劑和和穩(wěn)定劑加入到步驟I中得到的漿料中，絮凝劑加入量為步驟I的硅藻土和分散劑使用總重量的0.2~3% ;穩(wěn)定劑加入量為步驟I的硅藻土和分散劑使用總重量的I~10% ;繼續(xù)球磨使絮凝劑和穩(wěn)定劑均勻分散在衆(zhòng)料中，球磨的轉(zhuǎn)速是60rpm~150rpm，繼續(xù)球磨時(shí)間是0.5~3小時(shí)，使絮凝劑和穩(wěn)定劑在漿料中混合均勻，獲得穩(wěn)定的部分絮凝的漿料； 3)將步驟2中得到的部分絮凝的漿料靜置12~48小時(shí)，使?jié){料充分均勻化并脫泡； 4)a/將硅藻土、植物纖維粉、分散劑、抗菌劑和去離子水加入到球磨罐中，球磨成均勻分布的漿料；所使用的硅藻土、植物纖維粉、分散劑、抗菌劑和去離子水的重量比為1000:30 ~1500:1 ~20:0 ~50:1000-2000 ； b/將絮凝劑和和穩(wěn)定劑加入到步驟a中得到的漿料中，繼續(xù)球磨使絮凝劑和穩(wěn)定劑均勻分散在漿料中，獲得穩(wěn)定的部分絮凝的漿料； c/將步驟b中得到的部分絮凝的漿熟化，然后在模具內(nèi)空心注漿成型，脫模后獲得陶瓷濾芯生坯； 5)采用浸潰的方法在步驟4)制得的復(fù)合陶瓷濾芯生坯內(nèi)、外表面進(jìn)行涂層；所述浸潰包括外表面浸潰和內(nèi)表面浸潰，外表面浸潰是將復(fù)合陶瓷濾芯坯體浸入熟化后的漿料，待坯體表面吸附上一層厚度為0.5~3_的涂層坯體，從涂層漿料中取出復(fù)合陶瓷濾芯坯體；內(nèi)表面浸潰是將涂層漿料倒入復(fù)合陶瓷濾芯坯體空腔中，待在空腔內(nèi)壁吸附的涂層厚度為0.5~3_后倒出空腔中未吸附的漿料，獲得內(nèi)表面涂層濾芯； 6)將步驟5制備的涂層生坯在60~100°C下放置5~48小時(shí)； 7)將干燥后的生坯在惰性氣體保護(hù)下在650°C~950°C的溫度保持I~5小時(shí)進(jìn)行燒結(jié)，并隨爐冷卻到室溫，獲得含有涂層的復(fù)合陶瓷濾芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:步驟I中的硅藻土原料為經(jīng)過(guò)高溫煅燒的硅藻土助濾劑，平均粒度為30 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:分散劑為碳酸鈉或水玻璃中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:步驟I中的球磨轉(zhuǎn)速為60rpm~150rpm,球磨時(shí)間3~10小時(shí)，獲得均勻分布的衆(zhòng)料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:絮凝劑為平均分子量為300萬(wàn)的聚丙烯酰胺、阿拉伯樹膠、羧甲基纖維素鈉或高嶺土中的一種；穩(wěn)定劑為鈣基膨潤(rùn)土或鈉基膨潤(rùn)土。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:步驟5中用噴涂的方法替代浸潰涂層，所述的噴涂是利用噴槍將涂層漿料均勻噴涂在復(fù)合陶瓷濾芯坯體的內(nèi)外表面上，噴涂的厚度為0.5~3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:步驟6中將制備的涂層生坯在70~90°C下放置10~40小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層復(fù)合陶瓷濾芯的制備方法，其特征在于:所述的惰性氣體為氬氣、氦氣、氡氣 或氮?dú)庵械囊环N。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104014195SQ201410188171
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】洪昱斌, 陳金發(fā), 藍(lán)偉光 申請(qǐng)人:三達(dá)膜科技（廈門）有限公司