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活性炭滤芯生产工艺介绍

2026年06月24日 化纤

本文基于日本专利 JP6328382B2,介绍适配水龙头净水器的活性炭滤芯完整制备工艺,产品为外径 2035mm、长度 50150mm 圆柱形滤体,兼顾高三卤甲烷吸附能力与抗堵塞通水寿命。

一、原料配比

核心原料为分级粉末活性炭、粘结纤维,可按需添加钛硅酸盐、离子交换树脂去除重金属。

  1. 活性炭采用椰壳炭与酚醛树脂炭复配,质量比 37:6368:32,树脂炭比表面积控制在 8001100m²/g

  2. 原厂粘结材料选用叩解后的 PAN Bipal 纤维,依靠纤维交织固定炭粉,也可选用国产水解 PAN 浆粕作为平价替代;

  3. 成品滤体表观密度需稳定控制 0.40.5g/cm³

二、活性炭预处理(核心工序)

超细炭粉过多会增大通水阻力,是工艺管控重点。

  1. 将椰壳、树脂颗粒炭分别球磨粉碎,单种炭初磨 D50 60μm

  2. 使用 270 目或 440 目筛分级,筛下细粉剔除,严控混合炭中 40μm 以下颗粒占比≤7%

  3. 混合后用激光粒度仪检测,满足 D50 50150μmD10 5575μmD90 160190μm 标准,再与粘结纤维、功能助剂充分混匀。

三、模压成型

  1. 混合粉体填入圆柱模具,低压模压,通过填料量与压力调控滤体密度;

  2. 固化成型,纤维相互缠绕形成多孔整体结构,防止炭粉脱落;

  3. 如需成品滤芯组件,将活性炭滤体与中空纤维膜模组组装,装入外壳得到完整净水卡筒。

四、后处理与性能检测

  1. 干燥冷却:80℃热风干燥 3 小时,干燥器冷却至室温,测量尺寸、称重计算表观密度;

  2. 密封预处理:两端涂抹硅酮密封胶,限定水流从筒外流向筒内;

  3. 两项核心性能测试(参照 JIS S 3201:2010,空塔流速 SV=2400/h):

    • 三卤甲烷过滤容量:原水浓度 100±20ppb,出水浓度达进水 20% 为穿透点,容量≥20L/cm³ 合格;

    • 通水寿命:2 度浊度高岭土原水,流量降至初始 50% 时,单位体积通水量需为三卤甲烷容量的 1.5 倍以上。

五、工艺管控要点

  1. 省略筛分工序会导致细粉超标,压损大幅升高,无法达到标准流速;

  2. 炭种配比、树脂炭比表面积超出限定范围,会降低有机物吸附性能;

  3. 粘结剂替换后需重新复测全部性能指标,保证流量、过滤寿命达标。



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