本发明属于过滤材料技术领域，涉及一种新型的多功能净水滤芯。
背景技术：
水处理系统中，常采用活性炭对水进行预处理，市场上常见的水处理滤芯品种较为单一，通常为活性炭滤芯、聚丙烯熔喷滤芯或者陶瓷滤芯等。传统的活性炭滤芯虽然具有良好的吸附作用，能有效去除水中的余氯、异味和颜色等，聚丙烯熔喷滤芯和陶瓷滤芯则对泥沙或者悬浮物等杂志的过滤效果较好。上述常见的水处理滤芯对去除重金属离子和农药等能力非常有限，离子交换能力缺乏等。
凹凸棒土是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物，凹凸棒土又称坡缕石或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。由于凹凸棒石具有独特的晶体结构，使之具有阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，大的比表面积以及胶质价和膨胀容等物化性能和工艺性能。
蒙脱石又名高岭石，是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物，在晶体构造层间含水及一些交换阳离子，有较高的离子交换容量，具有较高的吸水膨胀能力。
离子交换纤维，其纤维上的离子能跟溶液里的离子作有选择性的交换，广泛用于海水淡化等。可用于吸附重金属及色素且比表面大、离子交换速度快，易再生，对废水有很好的脱色效果。
因此，上述新型过滤水材料在水处理的应用上具有很大的应用前景。
传统的滤芯的加工方法通常采用挤压成型或者烧结成型的加工方法。在挤压成型加工中，通常加有胶水辅助固型，此胶水容易堵塞滤芯微孔，能破坏70％的微孔，滤材对水的阻力变大。通水量变小，亲水性变差，导致通过挤压成型加工后的滤芯，其通水量低，过滤效率低。在烧结成型加工中，通常采用粘结剂辅助固型，在经高温活化后，堵塞滤芯微孔，对水的阻力变大。通水量变小，亲水性变差，导致滤芯的过滤效率低，效果差。
因此，有必要研究一种能较大程度保持滤芯微孔，亲水性较好的滤芯的加工方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多功能净水滤芯，不仅具有吸附作用，机械拦截能力，还具有较强的离子交换特性。
为了达成上述目的，本发明的技术方案是：
一种多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目～300目的凹凸棒土15％-45％；
100目～300目的活性炭纤维15％～35％；
100目～300目的新型滤水材料15％～60％；
100目～300目的纤维粘合剂5％～40％；
其中，所述新型滤水材料为离子交换纤维和/或蒙脱石。
主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目～300目的所述凹凸棒土20％-45％；
100目～300目的所述活性炭纤维15％～35％；
100目～300目的所述离子交换纤维15％～25％；
100目～300目的所述纤维粘合剂15％～35％。
主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目～300目的所述凹凸棒土15％-25％；
100目～300目的所述活性炭纤维15％～25％；
100目～300目的所述蒙脱石35％～50％；
100目～300目的所述纤维粘合剂15％～33％。
主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目～300目的凹凸棒土20％-30％；
100目～300目的活性炭纤维20％～30％；
100目～300目的新型滤水材料20％～55％；
100目～300目的纤维粘合剂5％～15％；
其中，所述新型滤水材料为所述离子交换纤维和/或所述蒙脱石。
所述纤维粘合剂品名为BiPUL 50TWG，由日本东洋纺株式会社提供。
一种多功能净水滤芯的制作方法，包括以下步骤：
(1)准备100目～300目的凹凸棒土、100目～300目的活性炭纤维、100目～300目的新型滤水材料、100目～300目的纤维粘合剂；
(2)搅拌：将所述原料投入暂存罐进行混合搅拌均匀，暂存罐内加有纯净水，所述纯净水的量与原料投入总量比值为15-22：1，搅拌后形成黏稠状的原浆料；
(3)成型：将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至湿式成型装置依次进行吸料和整型，进而成型，得到初品；或者，将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至造型机进行成型处理，得到初品；
(4)烘干：将步骤2)所得的初品传送至烘箱，于100～130℃的温度下，烘6～10小时，得到成品。
所述湿式成型装置采用真空吸料机，在所述吸料的过程中，根据吸料量和真空度控制吸料的时间。
在所述搅拌过程中，所述纯净水的量与所述原料投入总量比值为19：1；在所述烘干步骤中，所述初品于120～125℃的所述烘箱中，烘7.5～8.5h，得到成品。
采用上述技术方案后，本发明一种多功能净水滤芯，以凹凸棒土、新滤水材料和纤维粘合剂为原料制作而成，凹凸棒土和活性炭纤维均具有吸附作用，凹凸棒土和新滤水材料均具有离子交换能力；纤维粘合剂有助于成型，防止成品在使用过程中变形缩水等。且可提高成品的机械拦截能力，提高水处理能力，与传统的滤芯相比，本发明具有多功能性，不仅具有吸附作用和机械拦截能力，还具有较强的离子交换热性，吸附容量大。
本发明一种多功能净水滤芯的制作方法，经过混合搅拌、成型和烘干步骤，工艺简单，在烘干的时候控制烘的温度，使得纤维粘合剂的胶质能熔化且不焦化，成型后依旧呈纤维状，保证成品品质。与传统的技术相比，本发明采用湿式成型的制作方法，通过纤维粘合剂制成的滤芯，在成品的滤芯中纤维粘合剂也呈纤维状，不易堵塞滤芯微孔，这样成品的滤芯保留了滤芯微孔，即不破坏微孔，不堵塞微孔，既能减少滤芯过滤时受到的阻力，过滤通畅，又能形成较大的通水量，在具有良好亲水性的同时还能延长滤芯的使用寿命。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。本发明中，凹凸棒土采用凹凸棒纤维状粉。
一、滤芯制作
实施例一
一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目的凹凸棒土30％；
100目的活性炭纤维20％；
100目的离子交换纤维25％；
100目的纤维粘合剂25％。
该多功能净水滤芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：准备100目的凹凸棒土、100目的活性炭纤维、100目的离子交换纤维和100目的纤维粘合剂；
(2)混合搅拌：将步骤(1)中的原料按上述比例，投入暂存罐中，暂存罐装设有自动搅拌装置，暂存罐中加有纯净水，纯净水的量与投入原料投入总量的比值为19:1，搅拌后形成黏稠状的原浆料；
(3)成型：将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至真空吸料机的浆料槽，在真空吸料机的固定工位上安装有圆环状的滤芯筒，该滤芯筒开设有微孔，便于原浆料在真空作用下被吸附成圆筒状的滤芯。为了防止原浆料穿过微孔，在滤芯筒的外侧壁上包覆有一层无纺布，然后，滤芯基材被吸附于滤芯筒上至一定厚度。该厚度可依据实际需求进行适应性调整。进一步地，将吸料后的滤芯进行整型，进而成型，得到初品；需要说明的是，本发明中，滤芯可制成棒状、块状或者片状等。不同形状和规格的滤芯在真空吸料机中的吸料时间不同，可依据实际情况进行适用性调整；
(4)烘干：将步骤3)所得的初品传送至烘箱，于115℃的温度下，烘8小时，得到成品，即该新型水处理滤芯。
实施例二
一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
300目的凹凸棒土25％；
300目的活性炭纤维20％；
300目的离子交换纤维40％；
300目的纤维粘合剂15％。
该多功能净水滤芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：准备300目的凹凸棒土、300目的活性炭纤维、300目的离子交换纤维和300目的纤维粘合剂；
(2)混合搅拌：将步骤(1)中的原料按上述比例，投入暂存罐中，暂存罐装设有自动搅拌装置，暂存罐中加有纯净水，纯净水的量与投入原料投入总量的比值为20:1，搅拌后形成黏稠状的原浆料；
(3)成型：将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至真空吸料机的浆料槽，在真空吸料机的固定工位上安装有圆环状的滤芯筒，该滤芯筒开设有微孔，便于原浆料在真空作用下被吸附成圆筒状的滤芯。为了防止原浆料穿过微孔，在滤芯筒的外侧壁上包覆有一层无纺布，然后，滤芯基材被吸附于滤芯筒上至一定厚度。该厚度可依据实际需求进行适应性调整。进一步地，将吸料后的滤芯进行整型，进而成型，得到初品；需要说明的是，本发明中，滤芯可制成棒状、块状或者片状等。不同形状和规格的滤芯在真空吸料机中的吸料时间不同，可依据实际情况进行适用性调整；
(4)烘干：将步骤3)所得的初品传送至烘箱，于115℃的温度下，烘8小时，得到成品，即该新型水处理滤芯。
实施例三
一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
250目的凹凸棒土15％；
250目的活性炭纤维15％；
250目的蒙脱石40％；
250目的纤维粘合剂30％。
该多功能净水滤芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：准备250目的凹凸棒土、250目的活性炭纤维、250目的纤维粘合剂和250目的蒙脱石；
(2)混合搅拌：将步骤(1)中的原料按上述比例，投入暂存罐中，暂存罐装设有自动搅拌装置，暂存罐中加有纯净水，纯净水的量与投入原料投入总量的比值为18:1，搅拌后形成黏稠状的原浆料；
(3)成型：将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至真空吸料机的浆料槽，在真空吸料机的固定工位上安装有圆环状的滤芯筒，该滤芯筒开设有微孔，便于原浆料在真空作用下被吸附成圆筒状的滤芯。为了防止原浆料穿过微孔，在滤芯筒的外侧壁上包覆有一层无纺布，然后，滤芯基材被吸附于滤芯筒上至一定厚度。该厚度可依据实际需求进行适应性调整。进一步地，将吸料后的滤芯进行整型，进而成型，得到初品；需要说明的是，本发明中，滤芯可制成棒状、块状或者片状等。不同形状和规格的滤芯在真空吸料机中的吸料时间不同，可依据实际情况进行适用性调整；
(4)烘干：将步骤3)所得的初品传送至烘箱，于120℃的温度下，烘7.5小时，得到成品，即该新型水处理滤芯。
实施例四
一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目的凹凸棒土20％；
100目的活性炭纤维20％；
100目的蒙脱石45％；
100目的纤维粘合剂15％。
该多功能净水滤芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：准备100目的凹凸棒土、100目的活性炭纤维、100目的纤维粘合剂和100目的蒙脱石；
(2)混合搅拌：将步骤(1)中的原料按上述比例，投入暂存罐中，暂存罐装设有自动搅拌装置，暂存罐中加有纯净水，纯净水的量与投入原料投入总量的比值为20:1，搅拌后形成黏稠状的原浆料；
(3)成型：将步骤2)所得的原浆料通过管道输送系统输送至真空吸料机的浆料槽，在真空吸料机的固定工位上安装有圆环状的滤芯筒，该滤芯筒开设有微孔，便于原浆料在真空作用下被吸附成圆筒状的滤芯。为了防止原浆料穿过微孔，在滤芯筒的外侧壁上包覆有一层无纺布，然后，滤芯基材被吸附于滤芯筒上至一定厚度。该厚度可依据实际需求进行适应性调整。进一步地，将吸料后的滤芯进行整型，进而成型，得到初品；需要说明的是，本发明中，滤芯可制成棒状、块状或者片状等。不同形状和规格的滤芯在真空吸料机中的吸料时间不同，可依据实际情况进行适用性调整；
(4)烘干：将步骤3)所得的初品传送至烘箱，于120℃的温度下，烘8小时，得到成品，即该新型水处理滤芯。
实施例五
本实施例与实施例一的区别在于原料的重量百分比。
本实施例中，一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
100目的凹凸棒土20％；
100目的活性炭纤维20％；
100目的离子交换纤维55％；
100目的纤维粘合剂5％。
实施例六
本实施例与实施例三的区别在于原料的重量百分比。
本实施例中，一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
250目的凹凸棒土20％；
250目的活性炭纤维20％；
250目的蒙脱石50％；
250目的纤维粘合剂10％。
实施例七
本实施例与实施例一的区别在于原料的重量百分比的，以及原料的粒度不同。
本实施例中，一种新型的多功能净水滤芯，主要由如下重量百分比的原料制备而成：
200目的凹凸棒土40％；
200目的活性炭纤维30％；
200目的离子交换纤维20％；
200目的纤维粘合剂10％。
实施例八
本实施例与实施例一～实施例七任一实施例的区别在于：多功能净水滤芯的制作方法中的步骤(3)，本实施例中，步骤(3)成型中通过造型机将原浆料造成球形、柱状、或者颗粒形状等初品。
需要说明的是，本发明中的100目～300目凹凸棒土可为市售所得，也可通过通过购买凹凸棒土进行切割研磨进而达到相应颗粒大小要求。100目～300目的活性炭纤维、离子交换纤维和蒙脱石可为市售所得，也可通过购买蒙脱石进行切割研磨进而达到相应颗粒大小要求。本发明中，纤维粘合剂，以及新型滤水材料均为市售所得，其中，纤维粘合剂品名为BiPUL 50TWG，由日本东洋纺株式会社提供。
二、性能测试
将上述实施例一至实施例七所制作得到的滤芯，分别对生活饮用水采样进行水处理测试。表1为实施例七所制得到的一种多功能净水滤芯对采样的生活饮用水进行水处理过滤测试得到的测试结果报告，结果表明：本发明一种多功能净水滤芯具有较好的吸附能力，离子交换能力和机械拦截能力。
需要说明的是，实施例七为本发明的优选方案，本发明中其他实施例所制得的滤芯所测试的各项目相应的测试结果均符合技术要求，其测试结果与下表相同或相近。
表1测试结果报告
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。