CN103623642A - 一种脱臭过滤材料及其制造方法 - Google Patents

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冯欢欢
罗平
刘双全
奉青山
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Freudenberg Apollo Filtration Technologies Co Ltd
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Foshan Shunde Apollo Air Cleaner Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种脱臭过滤材料，包含支撑材料和静电驻极滤材，所述支撑材料和所述静电驻极滤材之间分布有脱臭颗粒材料，所述脱臭颗粒材料为活性炭、沸石、活性氧化铝、活性陶瓷、贵金属、金属氧化物中的至少一种。其相比于常规的过滤材料，通过在支撑材料和静电驻极滤材之间分布有脱臭颗粒材料，实现了同时具备去除空气中固体颗粒物和气体污染物的功能。

Description

一种脱臭过滤材料及其制造方法
技术领域
本发明属于空气净化剂领域，具体涉及一种脱臭过滤材料及其制造方法。
背景技术
在空气污染日趋严重的情况下，无论在室内、车内还是外出，都需要对所处环境中的各种有害气体进行处理。如在室内有空气净化器、中央空调系统净化器等；车内有车用空气净化器、汽车空调滤清器；外出有各类口罩等防护用品。这些产品无一例外需要同时具有去除空气中的有害颗粒物和有害气体污染物的功能。如普通家庭或办公环境的污染物主要为：室外进入的颗粒物、香烟燃烧产生的颗粒物和异味、甲醛、TVOC、人体或宠物产生的异味、洗手间或垃圾产生的异味、各类细菌霉菌等；汽车环境的污染物主要为：车外进入的有害颗粒物、汽车尾气、汽车内饰释放的甲醛、TVOC、各类细菌霉菌等；室外空气中的污染物就更为复杂了。
而目前市面上常见的过滤材料，能高效过滤空气中的固体颗粒物的材料，不具备去除如气体污染物等有害物质的功能；而能吸附或分解空气中气体污染物的过滤材料，通常为活性炭、活性氧化铝、光触媒等物质，不能过滤空气中的固体颗粒物。所以各类空气净化器、汽车空调滤芯、口罩等，如果同时需要具备除去固体颗粒物和气体污染物两种功能，只能采用双重过滤的技术，使用前后叠加的两个过滤器或者两层滤材。
近年来，活性炭过滤材料被开发出并被广泛使用，但该材料使用的支撑材料为普通无纺布，不具备高效去除固体颗粒物的功能，且仅仅只使用活性炭颗粒，不能针对性去除有害气体污染物。
发明内容
所以为了克服现有材料的性能不足，需要开发一种可同时具备去除空气中固体颗粒物和气体污染物的材料，可广泛应用于制作空气净化器滤芯、汽车空调滤芯、口罩等产品。本发明的目的是提供一种脱臭过滤材料，其相比于常规的过滤材料，通过在支撑材料和静电驻极滤材之间分布有脱臭颗粒材料，实现了同时具备去除空气中固体颗粒物和气体污染物的功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种脱臭过滤材料，包含支撑材料和静电驻极滤材，其特征在于：所述支撑材料和所述静电驻极滤材之间分布有脱臭颗粒材料，所述脱臭颗粒材料为活性炭、沸石、活性氧化铝、活性陶瓷、贵金属、金属氧化物中的至少一种。
所述贵金属为纳米银、纳米铂、纳米钯中的至少一种。
所述金属氧化物为氧化锰、氧化铜、氧化铈、氧化锆中的至少一种。
所述静电驻极滤材为聚丙烯。
所述静电驻极滤材的表面设有保护材料。
所述保护材料为无纺布或网材。
所述支撑材料为无纺布或网材。
一种制备上述脱臭过滤材料的方法，包含以下步骤：将脱臭颗粒材料均匀平铺在支撑材料上，然后覆盖静电驻极滤材，再经过超声波压辊复合定型，即得到本发明的脱臭过滤材料。
优选地，包含以下步骤：将脱臭颗粒材料以50-800g/㎡的量均匀平铺在15-150g/㎡的支撑材料上，然后覆盖15-150g/㎡的静电驻极滤材，再经过超声波压辊复合定型，即得到本发明的脱臭过滤材料。
优选地，将脱臭颗粒材料与热熔胶均匀混合后再将该混合物均匀平铺在支撑材料上，同时定型方法为加热后经过压辊粘结定型，加热温度控制在高于热熔胶的熔点且低于静电驻极滤材和支撑材料的熔点。
所述无纺布可以选用PET、PP、PA、涤纶等材质。
所述网材为塑料网、金属网等，如聚丙烯网、尼龙网、铝网等。
所述保护材料与静电驻极滤材之间可以通过超声波复合，也可以通过热熔胶复合。通过热熔胶复合时，热熔胶比例不超过15%，加热温度控制在高于热熔胶的熔点的同时低于静电驻极滤材、支撑材料和保护材料的熔点，确保使热熔胶熔融的同时各层材料不发生性状改变。
当空气通过静电驻极滤材时，空气中的微尘等固体颗粒物在静电的作用下改变运动方向，因而被滤材的纤维拦截下来，达到对0.3μm粒径的粒子，过滤效率最高可达到99.99%以上的过滤效率。
纳米银、纳米铂等贵金属，氧化铜、氧化锰等金属氧化物作为催化剂，具有催化分解有害气体如甲醛、乙硫醇、三甲胺、氨气等的作用，其可以以两种形式使用，一种是附着在活性炭、沸石、活性氧化铝、活性陶瓷等吸附材料载体上，一种是制成粉体或颗粒物使用。
本发明的吸附材料对各种气体都有广谱吸附效果，但催化剂有一定的指向性，同样的催化剂根据合成方式的不同，可以针对多种气体，如氧化锰，用不同的合成方式制造出的氧化锰晶型不一样，针对的气体就不一样，可以针对甲醛，也可以针对乙硫醇，还可以针对臭氧等，实际应用中本领域技术人员可以根据要去除的气体来选择除臭颗粒的类型。
本发明的有益效果是：
（1）与常规的颗粒物过滤材料相比，过滤效率相当的情况下，同时具备去除空气中气体污染物的功能，制作成过滤器，能在提高性能的同时简化制造工艺；制造为口罩，可减少双层材料的阻力给人带来的不适感，单层材料即可满足使用要求。
（2）与常规的活性炭无纺布相比，对颗粒污染物的过滤效率有明显提升，常规活性炭无纺布对空气中肉眼看不见的微尘几乎没有过滤效率，而本发明的脱臭过滤材料对0.3μm粒径的粒子，过滤效率最高可达到99.99%以上。
（3）与常规活性炭无纺布不同的是，脱臭过滤材料不仅仅只是使用活性炭，而是将各种催化剂单独或负载在吸附剂上，制造成脱臭颗粒使用，当含有有害气体污染物的空气通过时，吸附材料捕捉有害气体，催化材料将其催化分解，能极大延长材料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
将30×60目片状椰壳活性炭改性处理，使其负载质量百分比0.1%的纳米铂金催化剂，将60目的氧化锰与之以质量比1：1混合，再加入10%的热熔胶粉混合均匀，以200g/㎡的量均匀分布在用于支撑的70g/㎡PET无纺布上，再覆盖上35g/㎡熔喷静电驻极滤材，经过120℃高温后，再经过间距调节为1mm的压辊，加工为克重305g/㎡、厚度1mm的脱臭过滤材料。
本实施例的脱臭过滤材料，对0.3μm的粒子过滤效率达到99.97%以上，对各种有害气体尤其是甲醛有良好的除去性能，其去除分解气体污染物机理为：当气体污染物与材料接触时，活性炭快速吸附气体污染物，而负载在活性炭上的纳米铂金催化剂和氧化锰发挥催化作用，促进甲醛与空气中的氧气反应，生成水和二氧化碳。
HCHO  +  O2 → CO2  +  H2O
表1 本发明实施例1的脱臭过滤材料的性能参数
Figure 343167DEST_PATH_IMAGE002
将上述脱臭过滤材料折叠制作为300×240×30mm的过滤器，与采用普通活性炭滤材制作的过滤器的性能对比结果如表2所示：
表2 本发明实施例1产品与普通活性炭滤材制作的过滤器性能对比
Figure 197990DEST_PATH_IMAGE004
从以上数据可看出，使用本发明实施例1的脱臭过滤材料制作的过滤器，相比于普通滤材，在240m3/h风速下风阻仅增加了8Pa，同时具有普通滤材所不具备的去除有害气体的功能，其在1h内能对0.8-1.2mg/m3的甲醛和4.8mg/m3的甲苯达到80%以上的除去率，空气净化效果明显。
实施例2
将活性氧化铝与氧化铜以质量比1：1.2混合，以200g/㎡的量均匀分布在用于支撑的70g/㎡PET高密度网材上，再覆盖上25g/㎡熔喷静电驻极滤材，经过间距调节为0.8mm的超声波压辊，加工为克重295g/㎡、厚度1mm的脱臭过滤材料。
本实施例的脱臭过滤材料，对0.3μm的粒子过滤效率达到99%以上，对各种有害气体尤其是恶臭的硫化氢和甲硫醇有良好的除去性能，其去除分解气体污染物机理为：当气体污染物与材料接触时，活性炭快速吸附气体污染物，氧化铜发挥催化作用，促进硫化氢和甲硫醇与空气中的氧气反应，生成无臭或低臭的物质。
H2S 　+  3/2 O2　→　S 或 SO2 (无臭或低臭)　+ 　H2O
2CH3SH 　+ 　1/2O2　→ CH3-S-S-CH3 (低臭)　+ 　H2O
将上述脱臭过滤材料折叠制作为150×150×25mm的过滤器，与采用普通活性炭滤材制作的过滤器的性能对比结果如表3所示：
表3 本发明实施例2产品与普通活性炭滤材制作的过滤器性能对比
Figure 977727DEST_PATH_IMAGE006
从以上数据可看出，使用本发明实施例2的脱臭过滤材料制作的过滤器，相比于普通活性炭滤材，在105m3/h风速下风阻几乎无变化，同时具有普通活性炭滤材所不具备的去除固体颗粒物的功能，其在30min内对有害气体的去除率远高于普通活性炭滤材。
实施例3
将活性炭颗粒以50g/㎡的量均匀分布在用于支撑的15g/㎡PET无纺布上，再覆盖上60g/㎡熔喷静电驻极滤材，经过间距调节为0.8mm的超声波压辊，加工为克重125g/㎡、厚度1mm的脱臭过滤材料，可用于除去TVOC。
实施例4
将负载0.2%纳米钯的沸石和负载0.12%纳米铂的沸石以质量比1：1混合，以800g/㎡的量均匀分布在用于支撑的150g/㎡涤纶无纺布上，再覆盖上150g/㎡熔喷静电驻极滤材，经过间距调节为3.5mm的超声波压辊，加工为克重1100g/㎡、厚度3.5mm的脱臭过滤材料，可用于除去三甲胺和乙烯。
实施例5
将氧化锆、氧化锰、活性炭颗粒以质量比0.5：1：2混合，以400g/㎡的量均匀分布在用于支撑的100g/㎡PP高密度网材上，再覆盖上100g/㎡熔喷静电驻极滤材，经过间距调节为2mm的超声波压辊，加工为克重600g/㎡、厚度2mm的脱臭过滤材料，可用于除去甲醛和TVOC。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以以任何相同或相似手段对本发明作各种变换或修改，这些等价形式同样落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱臭过滤材料，包含支撑材料和静电驻极滤材，其特征在于：所述支撑材料和所述静电驻极滤材之间分布有脱臭颗粒材料，所述脱臭颗粒材料为活性炭、沸石、活性氧化铝、活性陶瓷、贵金属、金属氧化物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述贵金属为纳米银、纳米铂、纳米钯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述金属氧化物为氧化锰、氧化铜、氧化铈、氧化锆中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述静电驻极滤材为聚丙烯。
5.根据权利要求1所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述静电驻极滤材的表面设有保护材料。
6.根据权利要求5所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述保护材料为无纺布或网材。
7.根据权利要求1所述的脱臭过滤材料，其特征在于：所述支撑材料为无纺布或网材。
8.一种制备权利要求1的脱臭过滤材料的方法，其特征在于包含以下步骤：将脱臭颗粒材料均匀平铺在支撑材料上，然后覆盖静电驻极滤材，再经过超声波压辊复合定型，即得到本发明的脱臭过滤材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于包含以下步骤：将脱臭颗粒材料以50-800g/㎡的量均匀平铺在15-150g/㎡的支撑材料上，然后覆盖15-150g/㎡的静电驻极滤材，再经过超声波压辊复合定型，即得到本发明的脱臭过滤材料。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：将脱臭颗粒材料与热熔胶均匀混合后再将该混合物均匀平铺在支撑材料上，同时定型方法为加热后经过压辊粘结定型，加热温度控制在高于热熔胶的熔点且低于静电驻极滤材和支撑材料的熔点。
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