一種微孔膜燒結濾芯的生產方法
2023-04-26 05:55:11
專利名稱：一種微孔膜燒結濾芯的生產方法
技術領域：
:本發明涉及一種飲用水淨水器濾芯，特別是一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，適用於組合式淨水器的組合安裝場合，屬於水資源淨化技術領域。
背景技術：
:目前，隨著社會的快速發展，人民生活水平的提高，各種飲用水淨水器也先後進入人們的生活，組合式淨水器是一種結構簡單，安裝方便，淨水效果明顯，普及率較高的新型飲用水淨水器。這種淨水器都是利用自來水為水源，採用接頭和連接軟管將不同濾料的濾芯組合成一臺飲用水淨水器的。在這種飲用水淨水器中，濾芯是核心部件，而且用量很大，一般的飲用水淨水器採用3-10隻組成。濾芯的結構關係到淨水的質量和安裝的便捷。在淨水行業微孔濾膜的定義，一般為孔徑直徑在0.01微米到10微米範圍的多孔性濾膜。基本上，微孔濾膜多為固態物，其內部結構為含有三維空間的連續性規則或不規則的微型小孔，此種小孔提供了類似地下四通八達隧道的通路。當在壓力條件下，過濾含固態雜質或顆粒液體的時候，流體中所含雜質或顆粒就會被截留在濾膜的表面或者內部的微型小孔內部。從而達到過濾去除雜質或顆粒的功能。例如:中國專利CN200810061885.0的「管式微濾膜的製備工藝」，其特徵是:本發明公開了一種管式微濾膜的製備工藝，屬於微濾膜技術領域，選擇分子量在100萬 600萬的超高分子量聚乙烯粉末，與液體潤滑劑按重量百分比30 80 %混合均勻，將混合好的超高分子量聚乙烯物料放入模具中，壓製成管式微濾膜毛坯，將管式微濾膜毛坯經高溫燒結得成品，燒結溫度為300 400°C，燒結時間I 5小時，經高溫燒結後的成品經檢驗後包裝入庫。採用本發明製備而得的管式微濾膜，經檢測，其孔徑為
0.2 0.5微米，耐聞溫最聞可達120度,具有良好的過濾性和耐聞溫性，廣品的使用壽命大大提高，可廣泛應用於生化防護、水處理、食品過濾及生物分離等技術領域。CN92105873.X的「高效過濾元件芯及其生產工藝」，其特徵是:該產品採用超高分子量聚乙烯粉末為過濾介質，裝入事先做好的各種形狀的模具內，放入加熱爐內燒結，取出並脫模。該產品韌性好，耐酸鹼，不易破碎，過濾精度為0.3-150 μ，孔隙率48 54%，壓力降為0.03Pa,噪音下降30分貝，產品純度高，無毒、無自汙染，易反吹可復再生使用，生產工藝簡單。CN86107857的「多孔膜的生產方法」:該方法包括以下步驟:將聚合物溶解於其良溶劑中，使所得的聚合物溶液以均勻厚度在底物上流動並擴展，在其不良溶劑中固化所得的上述聚合物溶液層，該方法特徵在於使用氟化烴作為上述不良溶劑。CN201110266826.9的「一種離子膜的生產方法」，其特徵在於:所述離子膜的生產方法包括步驟:A:將磺酸樹脂與二甲基甲醯胺進行混合處理，並進行攪拌；B:對所述步驟A中所得到的混合液進行過濾處理；C:將濾液放置在塑料容器中進行沉澱處理；D:將經沉澱處理的濾液倒入烘乾裝置內，在120°C的恆溫下進行烘乾處理90分鐘，在恆溫烘乾的同時進行抽真空處理；E:將烘乾成型的離子膜取出進行冷卻處理。CN201080009728.0的「DDR型沸石膜的生產方法」，其特徵是:具有:晶種形成工序，將多孔性基質浸泡於分散了 DDR型沸石粉末的含有三環癸胺、二氧化矽和水的晶種形成用原料溶液中，進行水熱合成，以使在所述多孔性基質表面形成多個DDR型沸石晶粒，和膜形成工序，將所述表面形成有DDR型沸石晶粒的多孔性基質浸泡於含有三環癸胺、二氧化矽和水而不含有DDR型沸石粉末的膜形成用原料溶液，進行水熱合成，在所述多孔性基質的表面形成DDR型沸石膜。CN200610039386. 2的「複合打孔膜的生產方法」，其特徵是以熱熔性樹脂粒子作為親水或疏水層打孔膜的原料，以無紡布作為親水層面料，按以下方法進行生產將熱熔性樹脂粒子通過流延機高溫擠出，從流延機的T形模頭流出高溫熔融狀態的流延膜；同時，將無紡布從放料輥經導輥送料；然後讓處於高溫熔融狀態的流延膜與送來的無紡布貼合，並滾繞經過一個表面均布網孔的滾筒型網籠，其中，流延膜位於內側，並緊貼滾筒表面，無紡布位於外側緊貼流延膜，此時，藉助流延膜的熔融高溫將無紡布粘合到流延膜上，與此同時，設在滾筒內部的真空吸嘴從內側面對網孔產生高強度負壓，迫使複合膜破裂形成與網孔相對應的孔形，同時，抽吸作用使複合膜在瞬間急速冷卻至固體狀態，最後經導輥送往後處理設備，最終收卷為成品。CN201110239245. 6的「腸壁式螺旋狀中空纖維過濾膜的生產方法」，其特徵是在於先製作平板式複合過濾膜，然後再將平板式複合過濾膜與支撐材料摺疊皺合卷滾在一起，經旋轉製成腸壁式螺旋狀中空纖維過濾膜。CN90109725. X的「多層聚四氟乙烯多孔膜的生產方法」，其特徵是一種多層聚四氟乙烯多孔膜的生產方法，該膜包含至少兩層有不同平均孔徑的層，所述方法包括如下步驟在擠壓模具的筒體內部分別裝填至少兩種已各混合了液體潤滑劑的聚四氟乙烯細粉末；隨後糊料擠塑所述粉末，得到一種多層擠出物，然後任選地進行輥壓；然後，在所述液體潤滑劑從中脫除之後或在不脫除所述液體潤滑劑的條件下，對所述擠出物或所述輥壓的擠出物至少進行單軸拉伸。CN200610023361. 3的「多孔性半滲透濾膜的生產方法」，其特徵是依次包括下列步驟(I)將工程塑料或高分子材料溶解在有機溶劑中，並加入水溶性高分子添加物；(2)將上述溶液平鋪在連續轉動的滾輪或輸送帶上，將空調空氣與溶液接觸，然後將在滾輪上或輸送帶上的初生濾膜放入5 50°C水浴池中進行終成型，然後將成型的濾膜從滾輪上或輸送帶上剝離；(3)後處理將濾膜進行不等速或等速拉伸，並經清洗劑清洗，然後在25 80°C下進行乾燥，得產品。CN200710022424. 8的「複合型半滲透親水性濾膜的生產方法」，其特徵是依次包括下列步驟(I)將工程塑料或高分子材料溶解在有機溶劑中，並加入水溶性高分子添加物；(2)將上述溶液經溫度調適後平塗在連續轉動的滾輪或輸送帶上，將已調適後含水蒸汽的空氣與此溶液薄層接觸，以進行初步《相轉化》過程；3)在已初步《相轉化》後的溶液薄層上方，平鋪一層乾燥的半滲透親水性成品膜，以使其粘在經初步輕微《相轉化》後的溶液薄層上方，然後此組合物，再與已適當調適過含水蒸氣的空氣接觸，以完成《相轉化》過程，以使工程塑料或高分子大部分沉澱；(4)將此組合後的複合型半滲透濾膜送入5 50°C水浴池中進行終成形，並強化其粘接面的牢固性，然後將終成型的濾膜從滾輪上或輸送帶上剝離；(5)後處理將複合型濾膜進行不等速或等速拉伸，並經清洗劑清洗，最後經加溫乾燥而得產品。還有在中國「膜科學與技術」刊物的第26卷，第一期上刊登了一篇「超高分子量聚乙烯微孔膜的親水改性研究」，其方法是利用臭氧處理超高分
子量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜，使其表面產生活性點，然後將甲基丙烯酸......接枝在膜表
面，......較好的親水性。上述專利和方法存在操作工藝繁雜，有的還是化學反應的生產工藝，化學反應的工藝改變了材料的原有特性，如化學接枝，改變性能等；而且產生微孔的精度也不易控制；還有的配方不全面，製造成本高等等缺陷。
發明內容
本發明的目的是提供一種淨水器濾芯，特別是一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，本發明的微孔膜燒結濾芯的微孔是純物理的熱熔融粘結形成，沒有化學反應；這種方法的原理是主料在加溫燒結過程中，利用在其熔融過程中與輔料粘結後在隨後的冷卻過程中收縮形成三維的空間間隙，其微孔的形狀、大小與採用的主料、輔料的形狀、顆粒的大小有關，這種生產方法具有工藝成型簡便，配方全面，精度控制準確，而且性能可靠，製造成本低廉的優點。本發明的目的是採用了由如下生產工藝來實現的(I)配料配料比例是採用容積比主料5090% :輔料5010%。(2)混料將上述材料倒入機械混料機中進行常溫攪拌，使主、輔料充分攪拌均勻；(3)裝模將上述混合均勻的混合料倒入不鏽鋼模具中，並採用機械的方法進行壓實；(4)燒結將上述裝好材料的模具放入燒結爐中進行燒結；(5)冷卻將模具從燒結爐中取出並降溫至常溫；(6)脫模採用機械的壓力機脫模，取出燒結濾芯；(7)檢查按照燒結濾芯的標準進行外觀的檢驗，檢出不合格的產品，報廢；(8)包裝採用真空塑料包裝袋進行單只真空滅菌包裝；(9)入庫將經過單只真空滅菌包裝的活性炭濾芯裝入適用的包裝箱，打包入庫。本發明的一種微孔膜燒結濾芯的生產方法所採用的原料，配料中主料是超高分子量聚乙烯微粉，分子量在100萬-700萬。是根據用途不同採用不同分子量的超高分子量聚乙烯微粉的任意組合。本發明的微孔膜燒結濾芯的配料比例是採用容積比主料50-90 % :輔料50-10%。配料中輔料是聚四氟乙烯微粉；聚乙烯微粉；聚乙烯蠟；活性炭微粉；硅藻土 ；麥飯石、電氣石、蛋白石、沸石等礦石微粉助濾劑；有色金屬微粉；有機矽樹脂；氯化鈉類無毒、無味易溶固體粉末，是根據過濾環境採用多種輔料、不同比例的材料混合。本發明的燒結溫度是200-380度，優選240-300度；燒結時間在30-120分鐘，優選60-80分鐘。網際網路百度檢索超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)平均分子量約35萬 800萬，因分子量高而具有其它塑料無可比擬的優異的耐衝擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能。而且，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)耐低溫性能優異，在_40°C時仍具有較高的衝擊強度，甚至可在_269°C下使用。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)優異的物理機械性能使它廣泛應用於機械、運輸、紡織、造紙、礦業、農業、化工及體育運動器械等領域，其中以大型包裝容器和管道的應用最為廣泛。另外，由於超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)優異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節等在臨床醫學上使用。終上所述，超高分子量聚乙烯應用在淨水行業的微孔膜濾芯還不是普遍！本發明由於採用一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，這種生產方法具有工藝成型簡便，配方全面，精度控制準確，而且性能可靠，製造成本低廉的優點，極大的方便了人們的生活，容易被用戶接受，方便普及推廣。。
具體實施例方式第一種實施例，它是淨水器的標準大T活性炭濾芯，外徑46毫米，長度220毫米，
壁厚12毫米。1、配料根據使用地區水質選擇不同輔料。本實施例適用於水質中含有礦物質較少的我國南方地區，具體配方是主料採用北京東方石油化工有限公司(北京助劑二廠)生產的M2型超高分子量聚乙烯樹脂，分子量為250萬；輔料採用東莞晶茂炭業有限公司80目的椰殼活性炭粉末和市場採購的聚乙烯蠟粉末。本實施例的配料是主料容積比是50% ;活性炭40% ;聚乙烯蠟10%。2、混料將上述材料倒入機械式翻轉混料機中，進行常溫攪拌20分鐘，使主、輔料充分攪拌均勻；3、裝模將上述混合均勻的混合料倒入不鏽鋼模具中，並採用機械式超聲波振動器裝粉機上進行壓實；4、燒結將上述裝好材料的模具放入燒結爐中進行燒結；溫度是攝氏240度，時間是50分鐘；5、冷卻將模具從燒結爐中取出並降溫至常溫；6、脫模採用機械的壓力機進行脫模，取出燒結濾芯；7、檢查按照燒結濾芯的標準進行外觀的檢驗，檢出不合格的產品，報廢；8、包裝採用真空塑料包裝袋進行單只真空滅菌包裝；9、入庫將經過單只真空滅菌包裝的活性炭濾芯裝入適用的包裝箱，打包入庫。採用本發明的生產方法所生產的淨水器的標準大T活性炭濾芯，經過北京市理化分析測試中心採用壓汞法檢測平均孔徑O. 28微米，孔隙率59. 20%,比孔容O. 85毫升/克，比表面積12. 16平方米/克。第二種實施例，它也是淨水器的標準大T活性炭濾芯，其方法及生產工藝與第一種實施例相同，只是1、配料根據使用地區水質選擇不同輔料，本實施例增加了蛋白石和沸石微粉。本實施例適用於水質中含有氟較多的地區。氟是地球表面分布最廣的元素之一，自然界中的氟可以隨空氣、食物和水進入人體。由於地理因素的關係，有的地區水中含有較多的氟。氟雖是人體所需的微量元素之一，但如果攝入過多，也會發生氟中毒。有關資料表明成年人每日攝入氟總量應超過4毫克。目前世界各大洲均有不少氟中毒區，我國的北方有許多省、市、自治區有大片的高氟區，南方各省也發生過地區性氟中毒。例如冰晶石的含氟量約為50%，煉鋁廠在電解鋁的過程中產生大量的氟化氫氣體，汙染廠房空氣以及周圍大氣和環境，人們通過空氣、飲水和食物可引起氟中毒。又如磷灰石含氟2. 0-3. 5% ;磷肥廠在冶煉磷灰石的過程中，由於高爐熔融或燒結時，產生大量氟化氫及四氟化矽等氣體而汙染周圍環境。有資料報導，我國受高氟水威脅的人有8千萬。氟中毒是一種慢性、全身性疾病，氟中毒的主要症狀是氟斑牙和氟骨症，主要表現為骨質疏鬆、變性，極易產生骨折。氟還可沉積於關節中，造成骨質增生，韌帶骨化，嚴重者出現骨骼變殂，關節僵硬，最後致人殘廢和癱瘓。因此，氟中毒是一種嚴重危害人民健康的地方病。要消除氟中毒的關鍵是飲水除氟。研製飲用水除氟濾芯也是本發明的目的之一。
本實施例的具體配方是主料採用北京東方石油化工有限公司(北京助劑二廠)生產的M2型超高分子量聚乙烯樹脂，分子量為250萬；輔料採用東莞晶茂炭業有限公司80目的椰殼活性炭粉末和市場採購的聚乙烯蠟粉末、200目經過煅燒的蛋白石粉和200目的氟石粉。本實施例的配料是主料容積比是50% ;活性炭10% ;聚乙烯蠟10% ;蛋白石粉20%和氟石粉10%。必須說明的是上述實施例僅用於說明本發明的技術方案而非限制。儘管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍中。
權利要求
1.一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，其特徵是:採用了由如下生產工藝來實現的: (1)配料:配料比例是採用容積比:主料50-90%:輔料50-10%。
(2)混料:將上述材料倒入機械混料機中進行常溫攪拌，使主、輔料充分攪拌均勻； (3)裝模:將上述混合均勻的混合料倒入不鏽鋼模具中，並採用機械的方法進行壓實； (4)燒結:將上述裝好的模具放入燒結爐中進行燒結； (5)冷卻:將模具從燒結爐中取出並降溫至常溫； (6)脫模:採用機械的壓力機脫模，取出燒結濾芯； (7)檢查:按照燒結濾芯的標準進行外觀的檢驗，檢出不合格的產品，報廢； (8)包裝:採用真空塑料包裝袋進行單只真空滅菌包裝； (9)入庫:將經過單只真空滅菌包裝的活性炭濾芯裝入適用的包裝箱，打包入庫。
2.根據權利要求1所要求的一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，其特徵是:配料中主料是超高分子量聚乙烯微粉，分子量在100萬一700萬，是根據用途不同採用不同分子量的超高分子量聚乙烯微粉的任意組合。
3.根據權利要求1所要求的一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，其特徵是:配料中輔料是聚四氟乙烯微粉；聚乙烯微粉；聚乙烯蠟；活性炭微粉；硅藻土 ；麥飯石、電氣石、蛋白石、沸石等礦石微粉助濾劑；有色金屬微粉；有機矽樹脂；氯化鈉類無毒、無味易溶固體粉末，是根據過濾環境採用多種輔料、不同比例的材料混合。
4.根據權利要求1所 要求的一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，其特徵是:燒結溫度是:200-380度，優選240-300度；燒結時間在:30-120分鐘，優選60-80分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種微孔膜燒結濾芯的生產方法，適用於組合式淨水器的組合安裝場合，屬於水資源淨化技術領域；這種方法生產的微孔膜燒結濾芯的微孔是純物理的熱熔融粘結形成，沒有化學反應；這種方法的原理是主料在加溫燒結過程中，利用在其熔融過程中與輔料粘結後在隨後的冷卻過程中收縮形成三維的空間間隙，其微孔的形狀、大小與採用的主料、輔料的形狀、顆粒的大小有關，這種生產方法具有工藝成型簡便，配方全面，精度控制準確，而且性能可靠，製造成本低廉的優點。
文檔編號B01D67/00GK103071400SQ20131002095
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者黃光智, 黃海 申請人:寧波愛去歐淨水設備科技有限公司, 黃光智