一种活性炭净水滤芯的制作方法

本发明属于净水滤芯技术领域，具体涉及一种活性炭净水滤芯。

背景技术：

随着工业的迅速发展，水、空气、土壤污染日益严重，我国水源水质不断恶化，许多城市地下水，浅表水都受到了严重污染，水源水质恶化加剧了净水市场的迅猛发展。

目前由于现在生活水平的不断提高，人们对于饮水的要求也越来越高，而科学技术为了能够跟上人们的要求，对饮水这一方面做出来巨大的改变，发明了能够净水的设备，不仅能够使水的质量更加符合健康标准，还能使废水循环利用，符合国家节约用水的政策，但是传统的净水设备结构复杂，成本又高，其净水效率也不高。

在家用的净水装置中常常会使用简易的净水器进行水资源的净化，而净水滤芯是净水机的核心部件，滤芯的好坏直接影响净水机净化水资源的能力，现在一般的净水滤芯结构较为复杂，不便于安装，为了保障净水效果，需要对净水滤芯经常进行清洗，一般的净水滤芯不方便安装以及拆卸进行清洗，长时间使用净化效果变差影响净水的质量。

活性炭是孔隙多、比表面积大(达1800平方米/克以上)、吸附活性很强的炭，广泛应用于国防、制药、化工、食品和环境保护等方面。活性炭是用木屑、枝桠、木炭、煤炭等为原料，通过炭化和活化制得。根据活化方法不同活性炭分为化学炭(氯化锌法下回转炉和简易法)和物理炭(水蒸气法和闷烧法)，按几何形状不同可分为粉状炭和颗粒炭。按用途不同分为糖用炭、药用炭、净水炭、脱硫炭等。活性炭的元素组成以碳为主，也含有少量氢、氧和灰分。活性炭净水技术对于去除水中的一些污染物十分有效。活性炭滤芯可去除的物质包括：氯、苯、氡、可溶性三卤甲烷化合物、挥发性有机化合物(如杀虫剂、除草剂)、以及其他数百种会通过自来水与人体接触的人造有害化合物。此外，活性炭滤芯可以去除水的异味，以及一些体积比活性炭间隙更大的有害微生物，如致流行疾病的梨形鞭毛虫、隐孢子虫。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种活性炭净水滤芯，结构简单，净水效果好。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种活性炭净水滤芯，包括接水管、滤芯管和出水管，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭，所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套。

进一步的，所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

进一步的，所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管相互连接。

进一步的，所述滤芯管的直径为10-30mm。

进一步的，所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

进一步的，所述弹性橡胶套的材质为阻燃弹性橡胶。

进一步的，所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶50-70份、丁苯橡胶10-20份、丁二烯橡胶5-15份、硬脂酸0.7-1.5份、绿泥石粉10-20份、白炭黑5-15份、防老剂rd0.8-1.5份、促进剂1-2份、氧化锌4-10份、阻燃剂1-3份、轻质碳酸钙10-20份、硫磺1-3份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼8-14min，再加入硬脂酸、绿泥石粉、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼15-20min，然后加入促进剂、硫磺在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼5-10min，得到密炼胶；将密炼胶于室温放置10-20h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度140-180℃，压力0.5-1.5mpa，时间30-50min，然后冷却至室温，即得阻燃弹性橡胶。

更进一步的，所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶50-70份、丁苯橡胶10-20份、丁二烯橡胶5-15份、硬脂酸0.7-1.5份、绿泥石粉改性物10-20份、白炭黑5-15份、防老剂rd0.8-1.5份、促进剂1-2份、氧化锌4-10份、阻燃剂1-3份、轻质碳酸钙10-20份、硫磺1-3份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼8-14min，再加入硬脂酸、绿泥石粉改性物、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼15-20min，然后加入促进剂、硫磺在温度为60-100℃以转速为300-600r/min进行密炼5-10min，得到密炼胶；将密炼胶于室温放置10-20h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度140-180℃，压力0.5-1.5mpa，时间30-50min，然后冷却至室温，即得阻燃弹性橡胶。

进一步的，所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

进一步的，所述绿泥石粉改性物由以下方法制备：将三聚磷酸钠、聚乙二醇400、水按质量比为1：(0.4-0.6)：(3-7)以转速为100-400r/min搅拌混合5-15min得到三聚磷酸钠混合液；将10-20l水、2-4kg绿泥石粉以转速为100-400r/min搅拌混合5-15min，再加入800-900g三聚氰胺、800-900g氰尿酸、1-2l三聚磷酸钠混合液以转速为100-400r/min搅拌混合5-15min，升温至90-105℃以转速为50-150r/min搅拌反应2-5h，然后离心分离，弃上清液将沉淀干燥，即得绿泥石粉改性物。

进一步的，所述阻燃剂为十二烷基硅酸环膦基酯化合物和/或三羟甲基膦笼状亚磷酸酯。更进一步的，所述阻燃剂由60-70wt％十二烷基硅酸环膦基酯化合物和30-40wt％三羟甲基膦笼状亚磷酸酯组成。

本发明活性炭净水滤芯，通过颗粒活性炭层吸附原水中的异色异味，去除有机物和改善水质口感，通过对弹性橡胶套的材质进行改进，具有优异阻燃和力学性能，通过滤芯管呈s型能够减缓水流的流速，从而提高净水效率，通过接水管、滤芯管和出水管三个部分的单独设计，能够降低成本，需要更换时只需更换滤芯管即可，接水管和出水管还能继续使用。

附图说明

图1为本发明活性炭净水滤芯的结构示意图。

具体实施方式

实施例中各原料介绍：氧化锌为江苏天行新材料有限公司提供的型号为tzp-50的氧化锌，一次粒径为30nm。轻质碳酸钙为灵寿县垚鑫矿产品加工厂提供的325目一级轻质碳酸钙。天然橡胶为衡水双力橡胶科技有限公司提供的型号为scr5的天然橡胶。白炭黑为灵寿县凯耀矿产品加工厂提供的型号为a150的气相法白炭黑，粒度为3000目。防老剂rd，cas号：26780-96-1。丁苯橡胶为中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司提供的牌号为sbr1502的丁苯橡胶。硬脂酸，cas号：57-11-4。硫磺，cas号：7704-34-9。丁二烯橡胶为韩国石化有限公司汉城分公司提供的牌号为br1208的丁二烯橡胶。二硫化二苯并噻唑，cas号：120-78-5。三羟甲基膦笼状亚磷酸酯按照申请号为201510404516.7的中国专利中实施例1所示方法制备。三聚磷酸钠为苏州源立化工有限公司提供的工业三聚磷酸钠。三聚氰胺，cas号：108-78-1。氰尿酸，cas号：108-80-5。十二烷基硅酸环膦基酯化合物按照申请号为201510707742.2的中国专利中实施例6所示方法制备。聚乙二醇400为江苏省海安石油化工厂提供的型号为peg-400的聚乙二醇400。绿泥石粉为灵寿县硕隆矿产品加工厂提供的1250目绿泥石粉。

实施例1

如图1，本发明的一种活性炭净水滤芯，包括接水管1、滤芯管2和出水管3，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管6、7相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭。

所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套4。

所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管5相互连接。

所述滤芯管的直径为10-30mm。

所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

所述弹性橡胶套4的材质为阻燃弹性橡胶。

所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶60份、丁苯橡胶15份、丁二烯橡胶10份、硬脂酸1.1份、绿泥石粉15份、白炭黑10份、防老剂rd1.2份、促进剂1.5份、氧化锌7份、阻燃剂2份、轻质碳酸钙15份、硫磺2份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼10min，再加入硬脂酸、绿泥石粉、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼16min，然后加入促进剂、硫磺在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼8min，得到密炼胶；将密炼胶于室温25℃放置15h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度160℃，压力1mpa，时间40min，然后冷却至室温25℃，即得阻燃弹性橡胶。

所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

所述阻燃剂为十二烷基硅酸环膦基酯化合物。

实施例2

如图1，本发明的一种活性炭净水滤芯，包括接水管1、滤芯管2和出水管3，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管6、7相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭。

所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套4。

所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管5相互连接。

所述滤芯管的直径为10-30mm。

所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

所述弹性橡胶套4的材质为阻燃弹性橡胶。

所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶60份、丁苯橡胶15份、丁二烯橡胶10份、硬脂酸1.1份、绿泥石粉改性物15份、白炭黑10份、防老剂rd1.2份、促进剂1.5份、氧化锌7份、阻燃剂2份、轻质碳酸钙15份、硫磺2份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼10min，再加入硬脂酸、绿泥石粉改性物、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼16min，然后加入促进剂、硫磺在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼8min，得到密炼胶；将密炼胶于室温25℃放置15h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度160℃，压力1mpa，时间40min，然后冷却至室温25℃，即得阻燃弹性橡胶。

所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

所述绿泥石粉改性物由以下方法制备：将三聚磷酸钠、聚乙二醇400、水按质量比为1：0.5：5以转速为300r/min搅拌混合10min得到三聚磷酸钠混合液；将15l水、3kg绿泥石粉以转速为300r/min搅拌混合10min，再加入860g三聚氰胺、850g氰尿酸、1.5l三聚磷酸钠混合液以转速为300r/min搅拌混合10min，升温至95℃以转速为60r/min搅拌反应3h，然后以转速为8000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为90℃干燥30h，即得绿泥石粉改性物。

所述阻燃剂为十二烷基硅酸环膦基酯化合物。

实施例3

如图1，本发明的一种活性炭净水滤芯，包括接水管1、滤芯管2和出水管3，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管6、7相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭。

所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套4。

所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管5相互连接。

所述滤芯管的直径为10-30mm。

所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

所述弹性橡胶套4的材质为阻燃弹性橡胶。

所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶60份、丁苯橡胶15份、丁二烯橡胶10份、硬脂酸1.1份、绿泥石粉改性物15份、白炭黑10份、防老剂rd1.2份、促进剂1.5份、氧化锌7份、阻燃剂2份、轻质碳酸钙15份、硫磺2份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼10min，再加入硬脂酸、绿泥石粉改性物、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼16min，然后加入促进剂、硫磺在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼8min，得到密炼胶；将密炼胶于室温25℃放置15h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度160℃，压力1mpa，时间40min，然后冷却至室温25℃，即得阻燃弹性橡胶。

所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

所述绿泥石粉改性物由以下方法制备：将聚乙二醇400、水按质量比为0.5：5以转速为300r/min搅拌混合10min得到三聚磷酸钠混合液；将15l水、3kg绿泥石粉以转速为300r/min搅拌混合10min，再加入860g三聚氰胺、850g氰尿酸、1.5l三聚磷酸钠混合液以转速为300r/min搅拌混合10min，升温至95℃以转速为60r/min搅拌反应3h，然后以转速为8000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为90℃干燥30h，即得绿泥石粉改性物。

所述阻燃剂为十二烷基硅酸环膦基酯化合物。

实施例4

如图1，本发明的一种活性炭净水滤芯，包括接水管1、滤芯管2和出水管3，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管6、7相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭。

所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套4。

所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管5相互连接。

所述滤芯管的直径为10-30mm。

所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

所述弹性橡胶套4的材质为阻燃弹性橡胶。

所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶60份、丁苯橡胶15份、丁二烯橡胶10份、硬脂酸1.1份、绿泥石粉改性物15份、白炭黑10份、防老剂rd1.2份、促进剂1.5份、氧化锌7份、阻燃剂2份、轻质碳酸钙15份、硫磺2份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼10min，再加入硬脂酸、绿泥石粉改性物、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼16min，然后加入促进剂、硫磺在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼8min，得到密炼胶；将密炼胶于室温25℃放置15h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度160℃，压力1mpa，时间40min，然后冷却至室温25℃，即得阻燃弹性橡胶。

所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

所述绿泥石粉改性物由以下方法制备：将三聚磷酸钠、聚乙二醇400、水按质量比为1：0.5：5以转速为300r/min搅拌混合10min得到三聚磷酸钠混合液；将15l水、3kg绿泥石粉以转速为300r/min搅拌混合10min，再加入860g三聚氰胺、850g氰尿酸、1.5l三聚磷酸钠混合液以转速为300r/min搅拌混合10min，升温至95℃以转速为60r/min搅拌反应3h，然后以转速为8000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为90℃干燥30h，即得绿泥石粉改性物。

所述阻燃剂为三羟甲基膦笼状亚磷酸酯。

实施例5

如图1，本发明的一种活性炭净水滤芯，包括接水管1、滤芯管2和出水管3，所述滤芯管呈s型，所述接水管可拆卸连接在所述滤芯管的上端，所述出水管可拆卸连接在所述滤芯管的下端，所述接水管和出水管均呈l型，所述滤芯管由左右对称的第一、二u型管6、7相互可拆卸连接组成，所述第一u型管位于所述第二u型管的上方，所述第一u型管与所述接水管连接，所述第二u型管与所述出水管连接，所述第一u型管中填充有pp棉滤，所述第二u型管中填充有活性炭。

所述接水管的上端固定有可套设于外部水管上的弹性橡胶套4。

所述第一u型管与所述接水管之间以及所述第二u型管与所述出水管之间均通过螺纹旋接。

所述第一u型管的下端与所述第二u型管的上端之间通过对接丝管5相互连接。

所述滤芯管的直径为10-30mm。

所述接水管和出水管的l型竖直部呈长度为30-50mm。

所述弹性橡胶套4的材质为阻燃弹性橡胶。

所述阻燃弹性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份称取下述原料：天然橡胶60份、丁苯橡胶15份、丁二烯橡胶10份、硬脂酸1.1份、绿泥石粉改性物15份、白炭黑10份、防老剂rd1.2份、促进剂1.5份、氧化锌7份、阻燃剂2份、轻质碳酸钙15份、硫磺2份；

(2)将天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶加入密炼机中在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼10min，再加入硬脂酸、绿泥石粉改性物、白炭黑、防老剂rd、氧化锌、阻燃剂、轻质碳酸钙在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼16min，然后加入促进剂、硫磺在温度为90℃以转速为500r/min进行密炼8min，得到密炼胶；将密炼胶于室温25℃放置15h后放入到平板硫化机中，进行硫化，硫化温度160℃，压力1mpa，时间40min，然后冷却至室温25℃，即得阻燃弹性橡胶。

所述促进剂为二硫化二苯并噻唑。

所述绿泥石粉改性物由以下方法制备：将三聚磷酸钠、聚乙二醇400、水按质量比为1：0.5：5以转速为300r/min搅拌混合10min得到三聚磷酸钠混合液；将15l水、3kg绿泥石粉以转速为300r/min搅拌混合10min，再加入860g三聚氰胺、850g氰尿酸、1.5l三聚磷酸钠混合液以转速为300r/min搅拌混合10min，升温至95℃以转速为60r/min搅拌反应3h，然后以转速为8000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为90℃干燥30h，即得绿泥石粉改性物。

所述阻燃剂由70wt％十二烷基硅酸环膦基酯化合物和30wt％三羟甲基膦笼状亚磷酸酯混合而成。

测试例1

将实施例1-5中制备的阻燃弹性橡胶进行性能测试，具体结果见表1。

邵尔a型硬度参考gb/t531-1983进行测试，测试仪器采用上海伦捷机电仪表有限公司提供的型号为lx-d的橡胶硬度仪。

拉伸性能参考astmd412进行，测试温度为23℃，拉伸速度为500mm/min。测试前将试样在温度23℃、相对湿度为50％的环境下调节24小时。测试仪器采用东莞市东仪精密设备有限公司提供的型号为instronix4465的电子拉力机。

阻燃测试：按照gb/t2406.2-2009的方法进行阻燃性能测试。

表1：测试结果表

本发明活性炭净水滤芯，通过颗粒活性炭层吸附原水中的异色异味，去除有机物和改善水质口感，通过对弹性橡胶套的材质进行改进，具有优异阻燃和力学性能，通过滤芯管呈s型能够减缓水流的流速，从而提高净水效率，通过接水管、滤芯管和出水管三个部分的单独设计，能够降低成本，需要更换时只需更换滤芯管即可，接水管和出水管还能继续使用，通过滤芯管由左右对称的第一、二u型管相互可拆卸连接组成，更换时可以根据实际情况更换第一或第二u型管，不需要全部更换，降低了使用成本。