一种阻垢陶瓷材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种阻垢陶瓷材料及其制备方法及应用，所述材料包括如下重量百分比的制备原料：硅藻土50

【技术实现步骤摘要】
一种阻垢陶瓷材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及阻垢陶瓷材料，具体涉及一种阻垢陶瓷材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，自来水中难免存在少量的泥沙等杂质，铁质输水管道长期使用也会产生铁锈、细菌等有害物质，长期饮用会危害身体健康。用于净水的装置从原理和材料上划分种类繁多，反渗透装置虽然能获得纯水，但同时将水中的矿物质全部去除，长期使用除成本较高外，还会减少人体从水中有益矿物质的摄入。市面上其他金属、高分子材质等材质的滤芯材料长期使用也可能产生对水质的二次污染。而陶瓷滤芯由于材料特性，在净水器使用过程中不会产生二次污染，同时能有效去除泥砂、细菌、铁锈，具有过滤效果卓越、净化水质甘甜等优点。但在水质较差时，普通的陶瓷滤芯经过长期积累也会被水中泥砂铁锈、细菌悬浮物等逐步堵塞，进而失去过滤作用。
[0003]为了克服上述问题，急需开发一种具有阻垢性能强、阻垢寿命长、净水效果好的陶瓷滤芯，解决陶瓷滤芯堵塞的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种阻垢陶瓷材料及其制备方法和应用。本专利技术采用本阻垢滤芯通过优化滤芯内部空间，使其具适用于复杂水质条件下的应用，同时能显著延长陶瓷滤芯的使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种阻垢陶瓷材料，所述材料包括如下重量百分比的制备原料：硅藻土50
‑
70％、阻垢配料10
‑
40％和液相助剂15
‑
25％；所述液相助剂包括如下重量百分比的组分：溶剂70
‑
90％、粘结剂5
‑
20％、表面活性剂5
‑
10％；所述阻垢配料的化学式为：xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5，其中0<x≤40、0<y≤25、0<z≤25。
[0006]本专利技术上述比例硅藻土、阻垢配料和液相助剂制备的阻垢陶瓷材料具有大通量，高阻垢率。其关键在于xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5体系缓释性多聚磷酸盐，内部没有气泡和裂纹。SiO2取代P2O5进入多聚磷酸盐网络，破坏了结构中的P＝O键和非桥氧，使P＝O键的伸缩振动和P
‑
O
‑
P不对称伸缩振动吸收波数随SiO2取代量的增加而逐渐转向低频、长波方向移动，化学稳定性下降，在水中的溶解速率逐渐增大，多聚磷酸盐可与水中的钙、镁离子等阳离子形成稳定的可溶性络合物的同时，增大了水中Ca
2+
、Mg
2+
等离子的溶解度，从而抑制了垢的沉积。因此，xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
tSiO2·
(100
‑
x
‑
y
‑
z
‑
t)P2O5·
体系具有可控且持续的缓释性，将其制备成阻垢陶瓷材料后适宜于复杂水质条件下的应用。
[0007]作为本专利技术的优选实施方式，所述材料包括如下重量百分比的制备原料：硅藻土62
‑
65％、阻垢配料10
‑
18％和液相助剂18
‑
25％。
[0008]专利技术人经过研究发现当制备原料在上述范围内时，制备出的陶瓷阻垢材料流量更大，阻垢率更高。
[0009]作为本专利技术的优选实施方式，所述阻垢配料的化学式为：xNa2OyCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5，其中0<x≤40、0<y≤25、0<z≤25、15≤100
‑
x
‑
y
‑
z≤65。
[0010]专利技术人经过研究发现当100
‑
x
‑
y
‑
z≥15时，烧结温度在850
‑
1000℃时，xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5体系由无定型相转变为高温相聚磷酸盐，出现α相、β相；当100
‑
x
‑
y
‑
z≤10时，xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5体系不利于生成高温相聚磷酸盐。
[0011]作为本专利技术的优选实施方式，所述硅藻土包括如下重量百分比的组分：二氧化硅85
‑
95％、氧化钛1
‑
5％、氧化铋1
‑
5％、氧化镁1
‑
5％、氧化铝1
‑
3％。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述溶剂包括水和/或有机溶剂；所述有机溶剂包括松油醇、乙二醇、异丙醇、丁基卡必醇、混合二元酸酯、己二酸二乙酯、柠檬酸三丁酯中的至少一种。
[0013]作为本专利技术的优选实施方式，所述粘结剂包括环氧树脂、羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、羧甲基纤维素钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、淀粉、阿拉伯胶、果胶、琼脂、明胶、海藻胶、角叉胶、糊精中的至少一种。
[0014]作为本专利技术的优选实施方式，所述表面活性剂包括分散剂和/或硅烷偶联剂；所述分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种；所述硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一种。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式，所述阻垢配料的制备原料包括：钠源、钙源、镁源和磷源；所述钠源包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氧化钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的至少一种；所述钙源包括氧化钙、焦磷酸二氢钙、碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化钙、磷酸二氢钙、硬脂酸钙中的至少一种；所述镁源包括氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、硬脂酸镁中的至少一种；所述六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸、磷酸二氢铵、五氧化二磷、磷酸二氢钙、焦磷酸钠中的至少一种。
[0016]本专利技术还提供上述阻垢陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)按重量百分比称取溶剂、粘结剂、表面活性剂混合均匀制得液相助剂；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻垢陶瓷材料，其特征在于，所述材料包括如下重量百分比的制备原料：硅藻土50
‑
70％、阻垢配料10
‑
40％和液相助剂15
‑
25％；所述液相助剂包括如下重量百分比的组分：溶剂70
‑
90％、粘结剂5
‑
20％、表面活性剂5
‑
10％；所述阻垢配料的化学式为：xNa2O
·
yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5，其中0<x≤40、0<y≤25、0<z≤25。2.根据权利要求1所述的阻垢陶瓷材料，其特征在于，所述材料包括如下重量百分比的制备原料：硅藻土62
‑
65％、阻垢配料10
‑
18％和液相助剂18
‑
25％。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的阻垢陶瓷材料，其特征在于，所述阻垢配料的化学式为：xNa2O yCaO
·
zMgO
·
(100
‑
x
‑
y
‑
z)P2O5，其中0<x≤40、0<y≤25、0<z≤25、15≤100
‑
x
‑
y
‑
z≤65。4.根据权利要求1
‑
2任一项所述的阻垢陶瓷材料，其特征在于，所述硅藻土包括如下重量百分比的组分：二氧化硅85
‑
95％、氧化钛1
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5％、氧化铋1
‑
5％、氧化镁1
‑
5％、氧化铝1
‑
3％。5.根据权利要求1
‑
2任一项所述的阻垢陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘社军，张洁君，
申请(专利权)人：佛山市芯耀环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：