[发明专利]一种净水器用多孔玻璃滤芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水净化技术领域的净水器，具体涉及一种净水器用多孔玻璃滤芯的制备方法。

背景技术

水是生命资源，生活饮用水水质的好坏与人们的身体健康密切相关。据世界卫生资质调查表明，全世界80％的疾病和50％的儿童死亡都与饮用水水质不良有关，而在我国有大约1/4的人口在饮用不符合卫生标准的水，水污染已经成为我国最重要的水环境问题。饮用水二次污染主要原因有：管道腐蚀、结垢、防腐衬里渗出物、微生物繁殖、余氯消毒副产物、外界造成的二次污染。因此，随着人们逐步了解饮水水质对人体健康的影响，更加重视饮水安全，水的净化成为了人们对水质的要求，市场上也出现了各式各样的净水器。

净水器净水功能主要通过滤芯来实现的，净水器滤芯是净水器的核心部件之一。根据净水器的特征以及过滤精度的不同净水器分为主级滤芯和辅助滤芯，主级滤芯主要指的是起到核心作用的滤芯，核心作用的滤芯一般有：超滤膜滤芯、RO膜滤芯、纳滤膜滤芯、陶瓷滤芯等。有机膜滤芯的缺点是不耐高温，由于膜材质和其他连接件的原因，有机膜滤芯适用温度仅为5～40℃。包括热水器出口以及一些温度较高的水，会造成有机膜滤芯变形和损坏，导致该滤芯的净水功能丧失；陶瓷滤芯耐高温，但由于原料大多采用化工原料，且烧结温度较高，因此其不仅制备成本高、能耗高同时存在制备周期长等缺点。

专利CN1724112公开了一种具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯的制备方法。该法是将硅藻土50％～75％、多功能健康陶瓷材料8％～20％、消失物5％～10％、粘结剂5％～15％、纯碱1.5％～5％，经配料、混料、成型后在600～1300℃温度下煅烧制成。但是其所用到的多功能健康陶瓷材料(CN1392115多功能健康陶瓷材料及其制备方法和用途)，其具体是将20％～50％的天然无机非金属矿、3％～15％电气石，1％～5％纳米复合耐高温抗菌材料、10％～40％石英，8％～15％Al₂O₃，4.0％～10％ZnO等原料经混合、研磨、注浆、成型、烧结后，再研磨成细粉，添加到制备所制备的配合料中进行烧结获得陶瓷滤芯。该多功能健康陶瓷材料烧结温度为1200～1350℃，同样存在烧结温度过高、能耗大等问题。

专利CN104028048A公开了一种净水器滤芯及其制造方法该法是将紫砂矿72％～80％，高岭土7％～15％，贝壳粉4％～12％，稻壳粉5％～13％按照一定的配比，经配料、球磨、注浆、修坯，经1150℃烧成、检验，最终获得净水器陶瓷滤芯成品。该法还是存在烧结温度高、能耗大等缺点。

日本的旭肖子和伊势化学工业(株)联合提出了一种专利特公平4-45466，对已知的代表组成70％SiO₂，23％B₂O₃，7％Na₂O多孔玻璃进行改良，利用玻璃分相原理形成富硅相和富硼相，然后用酸液进行处理得到孔径较大，分布均匀，机械强度大的通孔玻璃，并将其用于污水过滤，取得了不错的效果。但是利用该方法生产的原料必须是化学纯，且B₂O₃的价格比较贵，从而导致生产成本较高，不利于工业化大规模生产。板硝子特开平6-39336提出了一类低B₂O₃低碱的多孔玻璃，虽减少了B₂O₃和碱金属的用量，但仍然解决不了熔制温度过高的问题，且后期的加工需要用氢氟酸进行酸蚀处理，又会使产品的成本升高，还会对环境造成严重污染。

德国肖特公司提出的专利USP4,588,540，利用废弃的硼硅酸盐玻璃，以将硼酸盐玻璃与无机盐按照一定的体积比进行配比，经680～1000℃烧结，制备出了具有通孔结构的多孔玻璃，将其应用于净水器的过滤，取得不错的效果。后来肖特玻璃该专利的基础上又提出专利USP4,927442，添加55％～75％K₂SO₄、25％～45％的硼酸盐玻璃，以30％的聚乙二醇为粘结剂，在100MPa的压力下形成坯料，然后经过860～900℃烧结，得到孔隙率为60％～67％，平均孔径为15～150μm的通孔玻璃。该法大大降低了通孔玻璃的生产成本。但是该法依然存在制备温度较高的问题，同时该法制备原料为具有分相作用的硼酸盐玻璃，其在烧结过程中因分相作用，产生了富硼相、富硅相，玻璃经分相之后，会使得所制备的通孔玻璃化学稳定性差，将其用在净水器中则会造成水质的二次污染，威胁人体健康。