球形滤料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种球形滤料，从内到外依次包括成型母球层、功能吸附层和微孔保护层，其中功能吸附层为单层、两层及以上，其中球形滤料各层的材料密度从内到外由重到轻。还公开了上述球形滤料的制备方法。本发明专利技术的有益效果：（1）将多种异味去除功能结合在一起，解决了现有气味滤网吸附性能单一或因多种颗粒滤料混合不均造成的性能问题；（2）通过层混的方式实现功能复合，各层的密度从内至外由重到轻，可以保证球体滤料结构稳定，并实现不同异味的分层集中去除，使异味的去除更加高效；（3）通过致孔剂与粘结剂的配合使球形滤料的吸附面积和成型强度达到最优；（4）球状滤料解决了现有滤料灌装不均、难以连续化生产的弊端。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种球形滤料，从内到外依次包括成型母球层、功能吸附层和微孔保护层，其中功能吸附层为单层、两层及以上，其中球形滤料各层的材料密度从内到外由重到轻。还公开了上述球形滤料的制备方法。本专利技术的有益效果：（1）将多种异味去除功能结合在一起，解决了现有气味滤网吸附性能单一或因多种颗粒滤料混合不均造成的性能问题；（2）通过层混的方式实现功能复合，各层的密度从内至外由重到轻，可以保证球体滤料结构稳定，并实现不同异味的分层集中去除，使异味的去除更加高效；（3）通过致孔剂与粘结剂的配合使球形滤料的吸附面积和成型强度达到最优；（4）球状滤料解决了现有滤料灌装不均、难以连续化生产的弊端。【专利说明】
本专利技术涉及，主要应用于空气净化领域。
技术介绍
随着经济的发展，不可避免的以牺牲环境为代价。近几年环境不断恶化已然成为不争的事实，空气净化类的产品的需求也呈现出爆炸式增长，相关产品不断涌现，但在除尘和除味这两大基本的功能方面，除味显然是更加困难的，因为粉尘颗粒只有大小之分，而气体却有千差万别(大小、酸碱性、极性等)。 现在常用的除味滤料显然不能很好的满足要求，主要表现在异味去除效率低下、异味吸附的种类不足，更为重要的是现在常用的颗粒滤料多为不规则或圆柱形滤料，在空气流经过程中容易出现偏流而影响过滤效果和整机性能。以常见的蜂窝网型的气味过滤器为例，为达到同时去除多种异味气体的目的，常常需要将多种不同形态的颗粒滤料进行混合使用，因为形状的不规则、体积密度的差异难以混合均匀；同时，普遍采用的柱状滤料，在生产加工过程中也常会因滤料的形状而影响灌装均匀性和生产效率，最终影响产品的性倉泛。 市场上的空气净化装置中也有将不同功能的球形滤料混合在一起使用的，球形滤料具有使用方便、过滤风阻均匀等显著优势，但是其相对较小的比表面积是其应用的最大弊端，不同球形滤料均匀混合的结果就是密度基本一致，内层难以发挥功效；混合导致处理异味的能力分散，效率自然不高。
技术实现思路
本专利技术通过功能分层复合的思路，结合现有成熟的滚球成型工艺开发出一种多功能球形滤料，可更好的满足异味去除性能要求。 为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为:一种球形滤料，从内到外依次包括成型母球层、功能吸附层和微孔保护层，其中功能吸附层为单层、两层及以上，球体直径为 0.5-5mm ；成型母球层由天然矿土粉和致孔剂、粘结剂混合而成；每层功能吸附层由化工合成粉末和\或天然植物提取物粉与粘结剂混合而成；微孔保护层由天然矿土粉和粘结剂混合而成；球形滤料各层的材料密度从内到外由重到轻；其中化工合成粉末为铁锰复合氧化物、铜锰复合氧化物或改性活性碳粉，功能吸附层中的不同层的化工合成粉末选自不同功效的品种；所述天然矿土粉、化工合成粉末和天然植物提取物粉的粒径范围为0.1 μ m-100 μ m ；其中，天然矿土粉占全部原料配比的40%-80%，化工合成粉末和天然植物提取物粉共占15%-50%，致孔剂占0.5%-5%，粘结剂占1%-15%。 进一步的，所述天然矿土粉在膨润土、高岭土、硅藻土、蒙脱土、海泡石粉、电气石粉中选择。 进一步的，天然动植物提取物粉为银杏叶粉、茶多酚粉、柿单宁粉中的一种或几种混合。 进一步的，所述致孔剂为水、乙醇、聚乙烯醇、尿素、氨水、聚氨酯和聚乙烯吡络烷酮中的一种或几种混合。 进一步的，所述粘结剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、田菁胶、瓜尔胶、硅溶胶中的一种或几种混合。 本专利技术还公开了上述的球形滤料的制备方法，其步骤包括:(1)将天然矿土粉和致孔剂、粘结剂混合，采用滚球成型工艺将其制成母球；(2)将选自不同功效的品种的化工合成粉末和\或天然植物提取物粉与粘结剂混合后，依材料密度的从重到轻，采用包衣工艺依次包覆在母球上，形成功能吸附层；(3)将天然矿土粉和粘结剂混合后，包覆在功能吸附层上，初步制成球形滤料坯；(4)将球形滤料坯通过梯度升温的方式实现制孔和固化，制孔固化温度<200°C，烘燥时间为2-10小时。 进一步的，其特征在于:所述滚球成型工艺是指将混合粉料在滚球包衣锅中不断翻滚，通过自动喷雾器均匀施加水分，使粉料成型成母球，实现滚球成型；所述包衣工艺是指将粉料以及母球或带功能吸附层的母球在滚球包衣锅中不断翻滚，通过自动喷雾器均匀施加水分，使粉料包覆在已有成型的球形滤料上，实现滚球包衣；其中，滚球成型工艺或包衣工艺中喷水量占粉状物料的重量百分比为30%-60%。 本专利技术的有益效果:(1)将多种异味去除功能结合在一起，解决了现有气味滤网吸附性能单一或多种滤料混合不均造成的性能问题；(2)按照各层的密度从重到轻，通过层混的方式实现功能复合，各层的密度从内至外由重到轻，可以保证球体滤料结构稳定，并实现不同异味的分层去除，分层、分密度的优势就在于根据功能设计或实际环境中的污染情况，将污染最严重或最急需去除的异味功能层放在靠外层，这就相当于做成了空心球体，比表面积自然最大，同时，集中处理也会更加高效，而梯度的密度设计更有利于气体向球体内部扩散，使异味的去除更加高效；(3)通过添加致孔剂和粘结剂的保证球形滤料更大的吸附面积和更好的成型强度；(4)本专利技术的球形滤料具有异味吸附去除种类宽泛、形状规则、灌装方便、性能稳定的特点。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的一种单层功能的球形滤料结构示意图。 图2为本专利技术的一种双层功能的球形滤料结构示意图。 图3为本专利技术的一种三层功能的球形滤料结构示意图。 下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步说明。 【具体实施方式】 实施例1本实施例中所制备的球形滤料是以60份粒径为0.1ym的高岭土粉、15份粒径为1ym的柿单宁粉、10份粒径为10 μ m的海泡石粉、5份的羟乙基纤维素、5份的瓜尔胶、2份的尿素和3份的聚乙烯吡络烷酮为原料制备而成。具体制备过程如下:(1)将5份的羟乙基纤维素、2份的尿素和3份的聚乙烯吡络烷酮与60份的高岭土粉混合，在滚球包衣锅中不断翻滚，通过自动喷雾器均匀施加水分，使粉料成型，形成母球，喷水量占所述混合物的重量百分比为50% ；(2)将3份的瓜尔胶与15份柿单宁粉混合，接着将粉料及母球在滚球包衣锅中不断翻滚，通过自动喷雾器均匀施加水分，喷水量占所述混合物的重量百分比为55%，使粉料包覆在已有成型的母球上，实现滚球包衣，制成单层功能吸附层；(3)将2份瓜尔胶与10份海泡石粉混合后，采用喷水量为50%的包衣工艺，包覆在功能吸附层上，初步制成直径为0.5mm的球形滤料坯；(4)制孔固化-将初步制成的球形滤料在、120°C下烘干进行制孔固化，经5h后得到具有除臭功能的球形滤料。 制得的球形滤料如图1所示，最内层为成型母球层1，中间单层功能吸附层2，最外层为微孔保护层3。 实施例2本实施例中所制备的球形滤料是以35份粒径为100 μ m的高岭土、20份粒径为0.1 μ m的铁锰复合氧化物、30份粒径为45 μ m的改性活性炭粉、10份粒径为20 μ m的膨润土、4.5份的羟丙基甲基纤维素和0.5份尿素为原料制备而成。具体制备过程如下:(1)将1.5份的羟丙基甲基纤维素、0.5份的尿素与35份的高岭土混合，在滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形滤料，从内到外依次包括成型母球层、功能吸附层和微孔保护层，其中功能吸附层为单层、两层及以上，球体直径为0.5‑5mm；成型母球层由天然矿土粉和致孔剂、粘结剂混合而成；每层功能吸附层由化工合成粉末和\或天然植物提取物粉与粘结剂混合而成； 微孔保护层由天然矿土粉和粘结剂混合而成；球形滤料各层的材料密度从内到外由重到轻；其中化工合成粉末为铁锰复合氧化物、铜锰复合氧化物或改性活性碳粉，功能吸附层中的不同层的化工合成粉末选自不同功效的品种；所述天然矿土粉、化工合成粉末和天然植物提取物粉的粒径范围为0.1μm‑100μm；其中，天然矿土粉占全部原料配比的40%‑80%，化工合成粉末和天然植物提取物粉共占15%‑50%，致孔剂占0.5%‑5%，粘结剂占1%‑15%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉桂，刘朝军，臧济文，王瑞，
申请(专利权)人：桐乡市健民过滤材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33