一种混合烧结滤芯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种混合烧结滤芯，其有效过滤面积达到80％以上，各种复杂形状的滤芯均可模压烧结，其滤芯强度高，具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，而滤芯的体积同比情况下可以做的更小，且使用寿命更长。其由重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后，通过半熔融模压烧结制得对应形态的滤芯；所述超高分子PE在烧结过程中作为沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛的粘结剂存在，将整个结构粘结成为整体滤芯。

【技术实现步骤摘要】
一种混合烧结滤芯及其制备方法
本专利技术涉及过滤的
，具体为一种混合烧结滤芯，本专利技术还提供了该混合烧结滤芯的制备方法。
技术介绍
目前国内外被广泛认同的净水饮用水过滤芯主要有：1.以颗粒碳和散碳装的UDFL滤芯、2.以低分子量PE为粘接剂和活性炭粉末接合的CTO压缩活性炭滤芯(烧结和挤出)、3.以浆液吸附层结法制备的活性炭纤维ACF滤芯。1.UCF滤芯缺点是散碳易板结，水路容易短路，吸附的比表面积小。2.CTF滤芯缺点是碳棒的有效过滤只有60％-70％，其余被低分子量PE粘接剂包裹住了，但吸附比表面积还是大于UDF滤芯且水路不会短路。3.ACF滤芯有丰富的微孔，比表面积达到10000-30000㎡/比活性炭有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，但是缺点有纸浆粘接剂长时间在水中会发臭，并且制备工艺复杂，每支滤芯需要内衬塑料龙骨，形状稍复杂的滤芯就无法加工成型，滤芯强度很差，碳纤维丝会掉毛粉化不定时出黑水。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种混合烧结滤芯，其有效过滤面积达到80％以上，各种复杂形状的滤芯均可模压烧结，其滤芯强度高，具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，而滤芯的体积同比情况下可以做的更小，且使用寿命更长。一种混合烧结滤芯，其特征在于：其由重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后，通过半熔融模压烧结制得对应形态的滤芯；所述超高分子PE在烧结过程中作为沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛的粘结剂存在，将整个结构粘结成为整体滤芯。其进一步特征在于：所述超高分子PE的分子量为300万以上、粒径为30微米；所述沥青基碳纤维粉具体为500目的沥青基碳纤维粉；所述石墨烯分子筛具体为3～5层的石墨烯分子筛。一种混合烧结滤芯的制备方法，其特征在于：将重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后灌入模具中，之后经过半熔融模压烧结、冷却后获得对应形态的滤芯。其进一步特征在于：所述模具的型腔根据需要制作的滤芯形态设计制作；所述烧结温度为290℃～310℃、烧结时间为30min～40min；所述冷却时间为18min～22min；所述烧结的最佳温度、时间组合为：300℃的温度下烧结35min，冷却的时间为20min。采用本专利技术后，由于是用超高分子量PE作为粘接剂且成半熔融烧结状态，其使得烧结形成的滤芯的有效过滤面积达到80％以上；.烧结工艺是模压成型所以能烧结出各种复杂的滤芯；用料是用沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛，同时将超高分子量PE作为粘接剂，使得滤芯强度很高，且不会有其他物质溶出和滤芯掉毛及出黑水现象；由于添加的3～5层的石墨烯分子筛，比表面积达到10000-30000㎡/g是活性炭纤维的10倍，同时沥青基碳纤维粉的比表面是3000-5000㎡/g也比活性炭纤维要高。所以比ACF滤芯有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能；滤芯的体积同比情况下可以做的更小，滤芯壁厚做的更薄，流速更高，而吸附容量和瞬间的吸附动力学性能成倍高于ACF滤芯，使用寿命更长；综上，其有效过滤面积达到80％以上，各种复杂形状的滤芯均可模压烧结，其滤芯强度高，具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，而滤芯的体积同比情况下可以做的更小，且使用寿命更长。具体实施方式一种混合烧结滤芯：其由重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后，通过半熔融模压烧结制得对应形态的滤芯；超高分子PE在烧结过程中作为沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛的粘结剂存在，将整个结构粘结成为整体滤芯。超高分子PE的分子量为300万以上、粒径为30微米；沥青基碳纤维粉具体为500目的沥青基碳纤维粉；石墨烯分子筛具体为3～5层的石墨烯分子筛。一种混合烧结滤芯的制备方法：将重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后灌入模具中，之后经过半熔融模压烧结、冷却后获得对应形态的石墨烯活性炭纤维滤芯。模具的型腔根据需要制作的滤芯形态设计制作；烧结温度为290℃～310℃、烧结时间为30min～40min；冷却时间为18min～22min；具体实施时：将重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后灌入模具中，之后经过半熔融模压烧结，烧结温度300℃、烧结35min，之后冷却的20min，获得对应形态的石墨烯活性炭纤维滤芯；其中高分子PE的分子量为300万以上、粒径为30微米；沥青基碳纤维粉具体为500目的沥青基碳纤维粉；石墨烯分子筛具体为3～5层的石墨烯分子筛。沥青基碳纤维粉和石墨烯分子筛二者是无法烧结成型的，故加入超高分子PE，三种原料先按一定的重量比例预混合灌入模具中通过半熔融模压烧结、冷却成型制得，超高分子PE是起到一定的粘接效果，在烧结成型时是表面融熔的半融熔状态，故不会较多的堵塞沥青基碳纤维粉和石墨烯分子筛微孔，使得有效过滤面积达到80％以上。由于是用超高分子量PE作为粘接剂且成半熔融烧结状态，其使得烧结形成的滤芯的有效过滤面积达到80％以上；.烧结工艺是模压成型所以能烧结出各种复杂的滤芯；用料是用沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛，同时将超高分子量PE作为粘接剂，使得滤芯强度很高，且不会有其他物质溶出和滤芯掉毛及出黑水现象；由于添加的3～5层的石墨烯分子筛，比表面积达到10000-30000㎡/g是活性炭纤维的10倍，同时沥青基碳纤维粉的比表面是3000-5000㎡/g也比活性炭纤维要高。所以比ACF滤芯有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能；滤芯的体积同比情况下可以做的更小，滤芯壁厚做的更薄，流速更高，而吸附容量和瞬间的吸附动力学性能成倍高于ACF滤芯，使用寿命更长。以上对本专利技术的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本专利技术创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术创造的实施范围。凡依本专利技术创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合烧结滤芯，其特征在于：其由重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后，通过半熔融模压烧结制得对应形态的滤芯；所述超高分子PE在烧结过程中作为沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛的粘结剂存在，将整个结构粘结成为整体滤芯。

【技术特征摘要】
1.一种混合烧结滤芯，其特征在于：其由重量比为35％的超高分子PE、重量比为45％的沥青基碳纤维粉、重量比为20％的石墨烯分子筛三者充分混合后，通过半熔融模压烧结制得对应形态的滤芯；所述超高分子PE在烧结过程中作为沥青基碳纤维粉、石墨烯分子筛的粘结剂存在，将整个结构粘结成为整体滤芯。2.如权利要求1所述的一种混合烧结滤芯，其特征在于：所述超高分子PE的分子量为300万以上、粒径为30微米。3.如权利要求1所述的一种混合烧结滤芯，其特征在于：所述沥青基碳纤维粉具体为500目的沥青基碳纤维粉。4.如权利要求1所述的一种混合烧结滤芯，其特征在于：所述石墨烯分子筛具体为3～5层的石墨烯分子筛。5.一种混合烧结滤芯的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国伟，
申请(专利权)人：苏州凯虹高分子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32