CN103862792A - 功能性复合材料及其制造方法和用于原位环境修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了性能优异的功能性复合材料，是由面材、中间层和分散液涂层呈立体形态组合成为一体，无论有光或无光都具有超亲水自洁、净化大气的功能，同时还具有调湿抗菌、保温隔热、发电蓄能和降尘的功能。并且提供了使用该功能复合材料，对居室车船生产种植养殖大棚内的挥发性有机物和湿气病菌污染、工业汽车沙土地面建筑物排放的烟和尘生成的雾霾污染、垃圾和污水的臭味污染、土壤的挥发性有机物污染的原位环境修复方法，该方法具有适用范围广、使用成本低、操作简单易行、净化修复效率高和发电蓄能的特点。

Description

功能性复合材料及其制造方法和用于原位环境修复方法

技术领域

本发明涉及一种功能性复合材料及其制造方法，以及使用该功能复合材料对各种污染环境的原位修复方法，属于污染的空气和土壤修复系统技术领域。 

背景技术

随着社会工业化生产的发展，各种污染物的排放和聚集后果受到了人们广泛的关注。居室车船内的甲醛、甲苯、氨等各种挥发性有机污染物和湿气的过度积累，造成的空气污染使人们患上致病住宅综合征和白血病；农业种植养殖大棚内的农药、肥料和粪便中的氨气、农药等各种挥发性有机污染物、湿气和病菌的污染，使农民患上大棚病、大棚肺、农药中毒和白血病，动植物容易患上各种瘟病；工业、汽车和建筑物楼顶的烟气排气口排放的炭灰尘、氨气、硫化物、氮氧化物等各种挥发性有机污染物生成了有机二次气溶胶和细粒子，裸露沙土地面的灰尘、建筑物外装饰的材料因静电吸附的炭灰和空气中的挥发性有机污染物接触，经太阳照射加热形成二次有机污染物细粒子漂浮在高空中，以上这些都构成和加重了雾霾的污染，使人们患上呼吸疾病、心脑血管疾病和眼部疾病；垃圾和污水的氨气、硫化氢和丁酸等各类挥发性有机污染物的臭味、湿气和细菌的污染，严重干扰了周边人们的正常生活；各种挥发性有机化工污染物污染的土壤，使生活在附近的人们患上各种癌病，严重的还造成了人员的死亡；人们在对以上范围内的空气和土壤污染环境修复要求日益急切。 

目前国内环境修复产品存在净化和去湿修复处理范围单一、净化效率低、净化环节繁琐、耗能大、成本高等问题。 

申请号200810128573.7中国专利文献中公开了建材涂装方法，选用的二氧化钛在阴天、夜里、背阳面没有太阳光紫外线照射的时候，净化功能不起作用，在非光激发状态下接触角在30度以下。灰尘会因静电的作用吸附在建材上影响美观。选用的沸石、二氧化硅和磷灰石被覆型的二氧化钛对透明度有影响，在用到玻璃或石材上时受到限制。 

申请号201310060589.x中国专利文献中公开了具有光催化活性罩光清漆的制备方法，选用的纳米二氧化钛涂层在阴天、夜里、背阳面没有太阳光紫外线照射的时候，净化功能不起作用。同时因静电吸附炭灰尘影响了纳米二氧化钛涂层正常净化功能。 

申请号200580036792.7中国专利文献中公开了具有VOC除去功能的布锦，采用的疏水助剂负载在白色的沸石外表面，对芳香环voc污染物吸附率偏低，用在透明的面材上会对对透明度有影响，同时因静电吸附灰尘，都会影响了美观度，限制了使用范围。可见光响应型光催化剂在无光黑暗的条件下净化功能不起作用，使用胺化合物除臭剂时会降低对碱性和硫性臭味的净化，自身还会产生异味。 

申请号201010560086.5中国专利文献中公开了应用建筑墙面的透明发光型太阳能电池，因透明度不高不能应用到透明建筑的玻璃门窗、幕墙和树脂上，限制了使用范围，同时该透明发光型太阳能电池外表面没有自洁和净化功能，容易造成吸附炭灰尘和生霉菌，影响了外表面的美观度和降低发电蓄能效率等问题。另外，不透明的太阳能电池板色彩单调，应用范围受到限制。 

申请号201220008221.X中国专利文献中公开了用于挥发性有机污染物土壤的热空气气相抽提装置的修复技术，在净化挥发性有机污染物时需要燃烧炉和碱喷淋塔等多项处理设备，处理环节繁琐、运行成本高、耗能大。同时，在挖掘、搬运和燃烧净化的处理阶段又向外界二次排放了污染物，加剧了有机污染物的扩散和二次积累，再次的污染了环境。 

中国北方地区的冬季约6个月里，绿色植物没有了叶子，对大气中的各种挥发性有机污染物没有了吸附净化和降尘作用，失去了对雾霾的净化治理功能，北京市的雾霾主要产生在离地面1～300多米之间的大气逆温混合层里面，传统的净化修复产品在300多米的高空内作用有限。 

发明内容    

本发明目的在于提供该功能性复合材料及其制造方法，以及使用该功能复合材料为解决挥发性有机污染物、炭灰尘、湿气、细菌和节能的原位环境修复方法。

本发明解决的问题：解决材料的自洁、净化空气、降尘防尘、吸湿调湿、抗菌、保温隔热、发电蓄能等问题。同时解决国内原位环境修复产品和方法的处理范围单一、净化效率低、净化环节繁琐、耗能大、成本高等问题。 

用于解决的手段：为了达到上述目的，本发明提供了性能优异的功能性复合材料，具有自洁、净化空气、降尘防尘、调湿抗菌、保温隔热、发电蓄能等至少一种以上特征的功能性材料，并提供了该项功能复合材料的制造方法，以及使用该功能复合材料对居室车船内、生产种植养殖大棚内的挥发性有机物和湿气病菌污染、工业汽车沙土地面建筑物排放挥发性有机污染物和炭灰尘生成雾霾污染、垃圾污水臭味污染和土壤挥发性有机物污染的原位环境修复方法。 

为了达到上述目的，本发明提供以下途径。  

本发明的一种功能性复合材料，是由面材、中间层和分散液涂层呈立体形态组合成为一体，其中，所述面材是纺织品、纤维、多孔、纸张、木材、金属、皮革、混凝土、玻璃、陶瓷、石材、沙石、树脂、塑料、涂料、砖瓦、沥青、太阳能电池板、防水卷材等任意选择一种以上的材料组成，以及，所述太阳能电池板为具有各种颜色或透明的太阳能电池板，以及，所述透明太阳能电池板透光率大于70% ，优选透光率大于90% 。

优选所述中间层是至少包含无机多孔体粉粒、除臭剂、催化剂、抗菌剂、粘结剂、溶剂、保温隔热材料的任意选择一种以上的材料组成的混合物，其中，所述中间层呈实心状态或中空状态或松散状态。 

优选所述无机多孔体粉粒是由活性碳、硅藻土、二氧化硅、氧化铝、沸石、多孔玻璃、活性膨润土、活性白土、高岭土、硅酸铝、活性氧化铝、磷灰石、海泡石、氧化锆、二氧化钛等任意选择一种以上的材料组成的混合物，其中，无机多孔体粉粒的表面到内部的全部空间是由负载疏水助剂或吸湿助剂制成。 

优选所述分散液涂层是至少包含超无机密着底剂、防静电剂、抗菌剂、保温隔热剂、除臭剂、催化剂、粘结剂、溶剂等任意选择一种以上的纳米材料制成的超亲水防静电抗菌催化分散液涂层、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液涂层、或防静电抗菌催化分散液涂层，其中，所述无机密着底剂是纳米二氧化硅，优选粒径为0.1nm～15nm，以及，所述超亲水功能在无光状态下水滴接触角为小于5度。 

优选所述除臭剂是由有机酸类除臭剂、碱类除臭剂、醛类除臭剂、硫类除臭剂的任意选择一种以上的纳米材料组成的混合物，其中，所述除臭剂是常温应答型除臭剂。 

优选所述催化剂是由紫外线应答型光催化剂、可见光应答型光催化剂、无光应答型催化剂、脱硫脱销应答型催化剂、电气石催化剂的任意选择一种以上的纳米材料组成的混合物，其中，所述催化剂是常温应答型，为多孔疏水性硅质材料包裹型催化剂或裸露型催化剂。 

优选所述的功能性复合材料的制造方法，可以用公知的多种方法制造，其中包括以下步骤： 

用至少包含无机密着底剂、防静电剂、抗菌剂、保温隔热剂、除臭催化剂、粘结剂、溶剂等纳米材料制成超亲水防静电抗菌催化分散液、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液、或防静电抗菌催化分散液待用。

把至少包含无机多孔粉粒、除臭催化剂、抗菌剂、粘结剂、溶剂、保温隔热等材料中的任意选择一种以上的材料混合制成溶剂状或松散体状或固体状的中间层材料待用。 

把中间层材料的溶剂状材料涂覆到面材的另外一面上后干燥，或把松散体状的材料覆盖压实到面材的另外一面上，或把固体状的材料放到面材的另外一面上，再用另一层面材覆盖在中间层上经粘合干燥后，再在面材的外侧一面或两面涂覆分散液涂层，经干后燥制成功能性复合材料，或用分散液涂覆在中间层和面材的外侧面上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层材料溶剂状的材料涂覆到面材的外侧面的一个或两个面上后干燥，用分散液涂覆在中间层上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料，或用分散液包裹涂覆在中间材料外表面上再一起涂覆到面材的外侧的一个或两个面上后，经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层的材料和面材的组成材料经共同混合干燥后制成的面材，用分散液涂覆在面材的一面或两面上，形成分散液涂层经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层、分散液涂层中任意选择一种以上的材料和面材的组成材料经共同混合经干燥后制成功能性复合材料。 

把太阳能电池板和其它的面材复合后，再在太阳能电池板的外侧面用分散液涂覆形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料。 

优选所述的功能性复合材料，对居室车船内、农业种植养殖大棚内和垃圾、污水处理场地内的挥发性有机物、湿气和病菌的原位修复环境方法，包括以下步骤： 

在居室车船内，面材直接选择具有功能性的复合材料装饰装潢即可，或把装饰完成的各类型的面材清洁干净后，把中间层、分散液喷覆或涂抹在面材上经常温干燥形成功能层，或把分散液涂层包覆中间层后共同喷覆在面材上经常温干燥形成功能层。

在新建农业种植养殖大棚时或垃圾、污水厂房的原地上树立起支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上，形成密封的工作空间。 

用太阳能电池板的功能性复合材料形成密封的工作空间，把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、工作和照明光源连接装配完即可。 

再把功能性复合料贴挂在内部空间的棚壁上。 

优选所述的功能性复合材料，对工业、汽车、裸露沙土地面和建筑物排放挥发性有机污染物和炭灰尘生成雾霾污染的原位环境修复方法，包括以下步骤： 

在交通道路的设施、绿化带等地方、在新建的建筑物的外表面、顶处的上面边缘地方树立起连接支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上安装密封即可。

在已有的沥青和砖瓦的外表面上，把溶剂状的中间层材料涂覆浸透在沥青或地砖内部中，使之内部的空隙内表面负载有中间层材料，经干燥后再在外表面上涂覆负载分散液涂层，或用分散液涂层包覆中间层材料外表面后，共同涂覆在沥青或地砖外表面和内部中干燥制成，生产新的沥青和砖瓦，把中间层材料和面材的组成材料共同混合制成干燥后，在外表面涂覆分散液涂层干燥，或分散液涂层包覆中间层材料后，共同涂覆在沥青或地砖外表面和内部干燥后即可。 

在裸露沙土地面原地覆盖功能性复合材料和放置用功能性复合材料做的各种人工动植物造型，再把功能性复合材料的上边和四周等固定即可。 

在建筑物内外和楼房顶处的各种面材表面、清洗的浮尘和油脂干净干燥后，把中间层和分散液喷覆在面材上经常温干燥形成功能层，或分散液涂层包覆中间层材料外表面后，共同涂覆外表面干燥制成，再在建筑物的内部和顶部放置用功能性复合材料制作各种人工的动植物造型，在烟气排风管道内把功能性复合材料制作成蜂窝形状体放置于烟气排风管道内即可。 

在汽车前部空气流入口内设功能性复合材料，把引擎机器室内所有的机器外表面、盖板内外表面、底板内外表面、车轮内外表面、整个车体外表面包覆的太阳能电池板和驾驶室内的所有内表面涂覆中间层和分散液涂层，或分散液涂层包覆中间层材料外表面后共同涂覆经干燥后即可。 

把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、工作和照明光源连接装配完即可。 

优选所述的功能性复合材料，对土壤的挥发性有机污染物的原位环境修复方法，包括以下步骤： 

在要修复的污染土壤地方原地树立起支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上，形成一座密封的修复工作房屋空间。

在用太阳能电池板的功能性复合材料形成密封的工作空间，把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、加工加热通风机器、工作和照明光源连接装配完。 

再在密封好工作房屋空间内吊挂上功能复合材料。 

把受到挥发性有机污染物的土壤原地做挖掘、破碎、堆积或含水率的整理工作，用已知多种物理或化学方法的加热和通风等处理工艺，把挥发性有机污染物从受污染的土壤中脱离排放出来。 

定时的采样测量土壤和空气中的污染物浓度，直至把土壤和空气中的挥发性有机污染物净化修复到合格标准为止。 

本发明的优点：本发明的功能性复合材料可以全天侯大容量的净化各种挥发性有机污染物和调湿抗菌，具有净化有机污染物种类全面、净化效率高、净化条件不受限制和节能低耗发电蓄能的特点。 

面材上的分散液层是由超亲水防静电抗菌催化分散液、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液、或防静电抗菌催化分散液涂覆组成，面材表面具有防污降尘、干净美观、保温隔热、使用时间长和净化挥发性有机污染物和抗菌的功能；中间层的无机多孔体粉粒材料由表面到内部的全部空间经疏水助剂和吸湿助剂负载处理的任意选择一种以上的材料组成，无机多孔疏水性吸附粉粒的净化功能不受湿度的任何影响，可以全面大容量快速的吸附各类型的挥发性有机污染物，同时在湿度大的地方，经吸湿助剂处理的无机多孔材料还可以调整湿度，使空间内的湿度处于正常的范围之内；除臭剂和催化剂的净化功能材料可以把吸附的各种类型的挥发性有机污染物，无论有光或无光都能全部的快速分解净化干净，污染物去除率高；电气石的净化空气和释放负氧离子的功能可以改善周边的空气质量；保温隔热剂和抗菌剂具有保温、抗菌杀菌功能；使用各种颜色太阳能板电池板和面材的基层直接复合，节省了面材上颜色的工序、成本和时间，透明太阳能电池板和面材的复合使用，让功能性复合材料具有了发电蓄能的功能。 

本发明的功能性复合材料用在原位环境修复适用范围广泛，把具有自洁、净化空气和光伏太阳能系统的功能性复合材料制作成各种商品或建筑或汽车放置到污染物中或者把污染物包含在内，即应用在居室车船内、生产种植养殖大棚内的挥发性有机物和湿气病菌污染、工业汽车沙土地面建筑物排放挥发性有机污染物和炭灰尘生成雾霾污染、垃圾污水臭味污染和土壤挥发性有机物污染的原位环境修复方法中，在原地就可以通过自身大容量的净化调湿抗菌发电蓄能功能，把各种污染物做到无害化的高效去除，降低了运行成本，同时操作简单方便易行，真正实现了低碳环保节能。 

附图说明                                 

图1为本发明实施例1～3的功能性复合材料结构示意图。 

图2为本发明实施例4～5的功能性复合材料结构示意图。   

图3为本发明实施例6的功能性复合材料结构示意图。

图4为本发明实施例7的功能性复合材料结构示意图。 

图5为本发明实施例8～9的功能性复合材料结构示意图。 

图6为本发明的功能性复合材料用于对挥发性有机污染物的原位环境修复的结构示意图。 

附图标记：1面材、2中间层、3分散液涂层、4功能性复合材料、5功能性复合材料双层密封门、 6挥发性有机污染物。 

具体实施方式

下面是对本发明的进一步说明，但不能理解为对本发明的限制,在本发明的范围中可以包括任意的调整，仍属于本发明的保护范围。 

面材1根据使用、加工和用途的条件任意选用不同的组合方式，可以是一种材料，也可以是多种材料多种比例的任意组合。 

面材1可以选用各种颜色或透明的太阳能电池板材料，可以单独使用，也可以和其它的面材1多种比例任意组合。 

面材1的形状可以是各种形状体，优选制作成片状、膜状、板状、网状、砖状、蜂窝状或是由各种截面形状连接组成的各种形状体。 

面材1是由至少一个面材组成的复合层级结构体，也可以是由多个面材1组成的多层的复合层级结构体，优选面材1的一侧或两侧由多孔或微孔或开缝材料组成。 

所述中间层2根据使用、加工和用途的条件任意选用不同的组合方式，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是以上多种的材料任何比例的组合。 

中间层2可以制成各种颜色的各种形状体，也可以是半透明形状体或高透明形状体。 

分散液涂层3根据使用、加工和用途的条件任意选用不同的组合方式，可以是以上的一种材料，也可以是以上多种的材料组合成分散液涂层3，优选高透明形状体。 

面材1做为各种商品、车船、建筑物的外装饰面，优选负载有超亲水防静电抗菌催化功能或超亲水防静电抗菌催化隔热功能的分散液涂层3。 

面材1做为各种商品、车船、建筑物的内装饰面，根据使用条件设计选用负载有超亲水防静电抗菌催化功能层、或超亲水防静电抗菌催化隔热功能层、或防静电抗菌催化调湿的面材功能层的分散液涂层3。 

面材1涂覆的中间层2或分散液涂层3根据使用、加工和用途的条件任意选用不同的组合方式，可以是在面材1外表面的一面或两面共同涂覆中间层2和分散液涂层3，也可以是中间层2或分散液涂层3单独的涂覆在面材1外表面的一面或两面，也可以是分散液涂层3先包覆中间层2后再涂覆在面材1外表面的一面或两面；也可以是中间层2或分散液涂层3分别混合在面材1的材料内部里面后，再在面材1的一面或两面涂覆中间层2或分散液涂层3，也可以是中间层2和分散液涂层3共同混合在面材1的材料内部里面。 

无机密着底剂是纳米二氧化硅，优选粒径为0.1nm～15nm。具有高透明高密着特性，根据分形理论，无论有光无光，都具有超亲水的功能，在无光状态下水滴接触角为5度以下，涂覆后自然的排列一排在底层，具有保护隔离面材1不受催化剂分解的作用。 

防静电催化剂选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合，优选纳米铂金超微粒子，可提高耐化学品性、密着性、硬度、透明性、防静电功能和无光催化净化功能。 

防静电剂优选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合，优选纳米氧化锡类超微粒子。 

抗菌剂选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合，优选无机纳米铜、银或锌金属的超微粒子，无论有光无光都具有抗菌的功能。 

隔热剂选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合，优选抗紫外线和抗远红外线组合在一起的纳米超微粒子。 

除臭剂是常温应答型，选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计选用，优选氨基胍盐化合物除臭剂、在常温的条件下无论有光无光都具有净化各种空气的功能。 

催化剂是常温应答型，选择材料没有特别的限制，根据使用条件设计选用，优选可见光应答型光催化剂、无光应答型催化剂、脱硫脱销应答型催化剂，无论有光无光和高硫高硝的环境下，在常温的条件下都具有净化各种空气和抗菌的功能。 

催化剂的一种是由多孔疏水性硅质材料包裹型催化剂，优选多孔疏水性磷灰石包裹表面的各种应答型的催化剂，在吸附和分解污染物的同时不受湿气的影响，还可以保护内装饰的面材1不被催化剂分解。 

粘结剂选择材料没有特别的限制，选用有机或无机粘结剂，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合。 

溶剂选择材料没有特别的限制，选用水或醇，根据使用条件设计，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合。 

疏水无机多孔体粉粒负载的疏水性和吸湿性的助剂选择材料没有特别的限制，可以是以上的一种材料，也可以是多种的材料组合，优选经过导入烷基疏水基或聚苯乙烯磺酸盐的二氧化硅表面到内部的全部空间。 

保温隔热材料是由保温或隔热材料中的任意选择一种以上的材料组成，可以分别使用，也可以共同使用。优选：透明面材宜用透明的隔热剂，其它面材宜用保温类材料等。 

除了上述成分外，本发明中的面材上的分散液层和中间层中还可以包含其他助剂：其它助剂为香料剂、驱虫剂、防水剂、发光剂、变色剂、超疏水剂、骨料剂、填充剂、颜料剂、吸附剂、引发剂、PH调节剂、乳化剂、固化剂、分散剂、增稠剂、着色剂、抗冻剂、发热剂、表面活性剂、阻燃剂、防静电剂、光线屏蔽剂、电池波屏蔽剂、防腐剂、导电剂、交联剂、稳定剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、抗氧化剂、耦合剂、润滑剂等等。 

将上述材料按照本领域内技术人员熟知的各种方法制作后即可以得到本功能性复合材料，在制作中应用的各种方法根据产品的使用用途、范围和条件不同的分别选定。 

本发明按照其中的一个方法进行制作，步骤为：         

用至少包含无机密着底剂、防静电剂、抗菌剂、保温隔热剂、除臭催化剂、粘结剂、溶剂等纳米材料制成超亲水防静电抗菌催化分散液、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液、或防静电抗菌催化分散液待用。

把至少包含无机多孔粉粒、除臭催化剂、抗菌剂、粘结剂、溶剂、保温隔热等材料中的任意选择一种以上的材料混合制成溶剂状或松散体状或固体状的中间层材料待用。 

把中间层材料的溶剂状材料涂覆到面材的另外一面上后干燥，或把松散体状的材料覆盖压实到面材的另外一面上，或把固体状的材料放到面材的另外一面上，再用另一层面材覆盖在中间层上经粘合干燥后，再在面材的外侧一面或两面涂覆分散液涂层，经干后燥制成功能性复合材料，或用分散液涂覆在中间层和面材的外侧面上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层材料溶剂状的材料涂覆到面材的外侧面的一个或两个面上后干燥，用分散液涂覆在中间层上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料，或用分散液包裹涂覆在中间材料外表面上再一起涂覆到面材的外侧的一个或两个面上后，经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层的材料和面材的组成材料经共同混合干燥后制成的面材，用分散液涂覆在面材的一面或两面上，形成分散液涂层经干燥后制成功能性复合材料。 

把中间层、分散液涂层中任意选择一种以上的材料和面材的组成材料经共同混合经干燥后制成功能性复合材料。 

把太阳能电池板和其它的面材复合后，再在太阳能电池板的外侧面用分散液涂覆形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料。 

本发明的功能复合材料具有全天侯大容量快速的净化各种挥发性有机物污染、调湿抗菌、降尘保温、发电蓄能的功能。 

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的功能性复合材料进行详细说明，本发明不受以下实施例的任何限定。 

以下实施例中所用原料均为市场上购得，其中，纳米铂金购自日本田中贵金属工业株式会社；隔热分散液购自日本富民株式会社；无机疏水性多孔体粉粒购自青岛美荣硅胶干燥剂公司；调湿无机多孔体粉购自日本大金工业株式会社粒；除臭剂抗菌剂购自日本东亚合成株式会社；催化剂购自日本住友化学工业株式会社；超微粒纳米无机密着底剂和抗菌剂购自杭州万景新材料公司。 

分散液为溶剂状态的制作实施例如下： 

实施例1

准备表一所示，先后加入各种材料用搅拌机混合分散后，加入粘结剂充分的搅拌。

实施例2 

准备表一所示，加工方式和实施例1相同。

实施例3 

准备表一所示，加工方式和实施例1相同。

表一 

准备表一所示制成的分散液，用喷涂机把超亲水防静电抗菌催化分散液、超亲水防静电抗菌催化隔热分散液、防静电抗菌催化调湿分散液分别喷涂在三块玻璃上，经干燥制成。

实施例1～3检测结果见表二。 

表二 

 由表二中可知，实验例1和2的面材表面自洁功能效果优异；实验例1、2和3在防静电、抗菌、净化各类污染物各方面有很好的效果；实验例2的隔热性能有很好的效果，同时，以上方法制成的功能性复合材料可以单独的应用。

准备表三所示的中间层 

实施例4～5

把表中的各种材料充分搅拌混合后制成，把制得的混合物放在无纺布面材上压实，把另一无纺布或树脂面材覆盖在上述半成品的面材上，把两个面材粘合在一起，在面材的两侧外表面涂覆上分散液涂层，经干燥制成功能性复合材料。

实施例6 

用搅拌机把各种材料均匀负载混合后制成溶剂状，把溶剂涂覆在纸面材的两个侧面，经过粘合干燥后，在两侧的中间层上涂覆分散液涂层经干燥制成功能性复合材料。

实施例7 

把表中的各种材料充分搅拌均匀混合后制成溶剂状，在和各种类型的涂料均匀混合后制成功能性涂料，把功能性涂料涂覆经干燥后制成功能性复合材料。

实施例8 

把表中的各种材料充分搅拌均匀混合后制成高透明的溶剂状，把溶剂涂覆在透明太阳能电池板外侧面经过干燥制成后，再把分散液涂覆在中间层上，经粘合干燥后制成。

实施例9 

把表中的各种材料充分搅拌混合后制成高透明的溶剂状，把溶剂涂覆在绿色太阳能电池板外表面一侧，经干燥后制成功能性复合材料。

对比例1 

准备表三所示的中间层，除中间层和分散液层内没有除臭剂和催化剂外，其它加工方式和实施例4相同。

对比例2                            

准备表三所示的中间层，除中间层内没有调湿剂外，其它加工方式和实施例4相同。

实施例4～9和对比例1～2的填充物中的各例原料配比见表三。  

表三

 对以上所述制成的功能性复合材料进行性能测试，结果见表四。

表四 

表四中所示，按照JC/T1074-2008光催化类材料测试方法测得实验例4~9和对比例2的空气中的各种有机污染物在可见光的条件下时，净化率高效，净化范围全面。在对比例1中可以看出，没有除臭剂和催化剂时，则只是吸附功能起作用，净化率效果偏低。

表五 

表五中所示，按照JC/T1074-2008非光催化类材料测试方法测得实验例4~9和对比例2空气中的各种有机污染物在无光的条件下时，净化率高效，净化范围全面。在对比例1中可以看出，没有除臭剂和催化剂时则只是吸附功能起作用，净化率效果偏低。

表六          

表六中所示，按照JIS A1470-1：2008测试方法测得的实验例4～7和对比例1中的吸放湿性能高效，在实验例8～9和对比例2中可以看出，在没有调湿剂时吸放湿性能效果偏低。

上述方法制成的功能性复合材料，可以制造成性能优异的功能性复合材料，如纺织品、纤维、多孔、纸张、木材、金属、皮革、混凝土、玻璃、陶瓷、石材、沙石、树脂、塑料、涂料、砖瓦、沥青、太阳能电池板、防水卷材等功能性复合材料。 

以上的功能性复合材料，可以广泛的应用在农业领域、建筑领域、建材领域、环境修复领域、市政市容领域、汽车领域、交通领域、工业领域、家具领域、再生能源领域、水质净化领域、空调冰箱领域、造纸领域、食品领域、运输领域、电子电器领域、文物书画保护领域、珠宝首饰保护领域、生产制造领域、医疗美容修复领域。 

如图6所示，将以上方法制成的功能性复合材料应用在对各种污染环境的原位修复时的优选说明： 

功能性复合材料应用在以上居室车船内、农业种植养殖大棚内和垃圾、污水和土壤修复范围内时，为了提高净化效果和缩短净化时间，外面面材用优选是封闭的负载超亲水防静电抗菌催化层的透明面材，更优选透明太阳能板组合，最优选中间层呈半透明或透明状，内侧面材优选有多孔或微孔或缝的面材同时负载分散液涂层；内部用的功能性复合材料面材，优选面材的两侧外表面都有多孔或微孔或缝的面材，同时负载中间层或分散液涂层，或分散液涂层包覆中间层的组成方式；更优选进出门为双道设置。

功能性复合材料应用在工业、汽车、裸露沙土地面和建筑物排放挥发性有机污染物和炭灰尘生成雾霾污染的原位环境修复范围时： 

功能性复合材料应用在交通道设施、路绿化带和裸露沙土地面的地方，优选面材的两侧外表面多孔或微孔或缝的负载超亲水防静电抗菌催化层的面材，优选用各种颜色和透明的太阳能电池板面材组合方式，更优选放置功能性复合材料制作成各种人工的动植物造型，最优选和吸尘器的配合组合使用。

功能性复合材料应用新建的建筑物内外面和顶部地方，优选面材的外表面由分散液涂层和中间层组合的方式，或分散液涂层包覆中间层共同喷覆的组成方式，呈半透明或高透明状，更优选用各种颜色和透明太阳能电池板组合方式。 

功能性复合材料应用在已建设的建筑物的外表面和顶部，优选清洗各种面材上的浮尘和油脂，直至干净干燥后，再把中间层和分散液喷覆面材上经常温干燥形成功能层，或其中的一种分散液涂层包覆中间层共同喷覆的组成方式。在烟气排放管道，优选把功能性复合材料制作成蜂窝结构形状体放置于烟气排风管道内；最优选各种颜色或透明的太阳能电池板组合方式。 

功能性复合材料应用在沥青和砖瓦上，优选中间层和分散液层呈各种颜色状、半透明状或透明状，更优选砖瓦和各种颜色或透明太阳能电池板组合方式。 

功能性复合材料应用在汽车上，汽车前部空气流入口内设置选用的功能性复合材料结构形状体不限，优选是蜂窝或百页结构形状体，更优选汽车的全部外表面面材包括玻璃或车身和各种颜色、透明的太阳能电池板组合方式，最优选中间层或分散液层呈高透明状。 

以上是本发明使用该功能复合材料对各种污染环境的原位修复方法进行描述，任何熟悉本技术领域人员对本发明的范围内的调整和替换，都涵盖在本发明之内。 

Claims (10)

1.一种功能性复合材料，其特征在于，是由面材、中间层和分散液涂层呈立体形态组合成为一体，其中，所述面材是纺织品、纤维、多孔、纸张、木材、金属、皮革、混凝土、玻璃、陶瓷、石材、沙石、树脂、塑料、涂料、砖瓦、沥青、太阳能电池板、防水卷材等任意选择一种以上的材料组成，以及，所述太阳能电池板为具有各种颜色或透明的太阳能电池板，以及，所述透明太阳能电池板透光率大于70% ，优选透光率大于90% 。

2.根据权利要求1所述的功能性复合材料，其特征在于，所述中间层是至少包含无机多孔体粉粒、除臭剂、催化剂、抗菌剂、粘结剂、溶剂、保温隔热材料的任意选择一种以上的材料组成的混合物，其中，所述中间层呈实心状态或中空状态或松散状态。

3.根据权利要求2所述的功能性复合材料，其特征在于，所述无机多孔体粉粒是由活性碳、硅藻土、二氧化硅、氧化铝、沸石、多孔玻璃、活性膨润土、活性白土、高岭土、硅酸铝、活性氧化铝、磷灰石、海泡石、氧化锆、二氧化钛等任意选择一种以上的材料组成的混合物，其中，所述无机多孔体粉粒的表面到内部的全部空间是由负载疏水助剂或吸湿助剂制成。

4.根据权利要求1所述的功能性复合材料，其特征在于，所述分散液涂层是至少包含超无机密着底剂、防静电剂、抗菌剂、保温隔热剂、除臭剂、催化剂、粘结剂、溶剂等任意选择一种以上的纳米材料制成的超亲水防静电抗菌催化分散液涂层、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液涂层、或防静电抗菌催化分散液涂层，其中，所述无机密着底剂是纳米二氧化硅，优选粒径为0.1nm-15nm，以及，所述超亲水功能在无光状态下水滴接触角为小于5度。

5.根据权利要求2或4所述的功能性复合材料，其特征在于，所述除臭剂是由有机酸类除臭剂、碱类除臭剂、醛类除臭剂、硫类除臭剂的任意选择一种以上的纳米材料组成的混合物，其中，所述除臭剂是常温应答型除臭剂。

6.根据权利要求2或4所述的功能性复合材料，其特征在于，所述催化剂是由紫外线应答型光催化剂、可见光应答型光催化剂、无光应答型催化剂、脱硫脱销应答型催化剂、电气石催化剂的任意选择一种以上的纳米材料组成的混合物，其中，所述催化剂是常温应答型，为多孔疏水性硅质材料包裹型催化剂或裸露型催化剂。

7.根据权利要求1-6的任一权利要求所述的功能性复合材料的制造方法，可以用公知的多种方法制造，其特征在于，包括以下步骤：

用至少包含无机密着底剂、防静电剂、抗菌剂、保温隔热剂、除臭催化剂、粘结剂、溶剂等纳米材料制成超亲水防静电抗菌催化分散液、或超亲水防静电抗菌催化隔热分散液、或防静电抗菌催化分散液待用；

把至少包含无机多孔粉粒、除臭催化剂、抗菌剂、粘结剂、溶剂、保温隔热等材料中的任意选择一种以上的材料混合制成溶剂状或松散体状或固体状的中间层材料待用； 

把中间层材料的溶剂状材料涂覆到面材的另外一面上后干燥，或把松散体状的材料覆盖压实到面材的另外一面上，或把固体状的材料放到面材的另外一面上，再用另一层面材覆盖在中间层上经粘合干燥后，再在面材的外侧一面或两面涂覆分散液涂层，经干后燥制成功能性复合材料，或用分散液涂覆在中间层和面材的外侧面上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料；

把中间层材料溶剂状的材料涂覆到面材的外侧面的一个或两个面上后干燥，用分散液涂覆在中间层上形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料，或用分散液包裹涂覆在中间材料外表面上再一起涂覆到面材的外侧的一个或两个面上后，经干燥后制成功能性复合材料；

把中间层的材料和面材的组成材料经共同混合干燥后制成的面材，用分散液涂覆在面材的一面或两面上，形成分散液涂层经干燥后制成功能性复合材料；

把中间层、分散液涂层中任意选择一种以上的材料和面材的组成材料经共同混合经干燥后制成功能性复合材料；

把太阳能电池板和其它的面材复合后，再在太阳能电池板的外侧面用分散液涂覆形成分散液涂层，经干燥后制成功能性复合材料。

8.根据权利要求1-7的任一权利要求所述的功能性复合材料，对居室车船内、农业种植养殖大棚内和垃圾、污水处理场地内的挥发性有机物、湿气和病菌的原位修复环境方法，其特征在于，包括以下步骤：

在居室车船内，面材直接选择具有功能性的复合材料装饰装潢即可，或把装饰完成的各类型的面材清洁干净后，把中间层、分散液喷覆或涂抹在面材上经常温干燥形成功能层，或把分散液涂层包覆中间层后共同喷覆在面材上经常温干燥形成功能层；

在新建农业种植养殖大棚时或垃圾、污水厂房的原地上树立起支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上，形成密封的工作空间；

用太阳能电池板的功能性复合材料形成密封的工作空间，把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、工作和照明光源连接装配完即可；

再把功能性复合料贴挂在内部空间的棚壁上。

9.根据权利要求1-7的任一权利要求所述的功能性复合材料，对工业、汽车、裸露沙土地面和建筑物排放挥发性有机污染物和炭灰尘生成雾霾污染的原位环境修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

在交通道路的设施、绿化带等地方、在新建的建筑物的外表面、顶处的上面边缘地方树立起连接支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上安装密封即可；

在已有的沥青和砖瓦的外表面上，把溶剂状的中间层材料涂覆浸透在沥青或地砖内部中，使之内部的空隙内表面负载有中间层材料，经干燥后再在外表面上涂覆负载分散液涂层，或用分散液涂层包覆中间层材料外表面后，共同涂覆在沥青或地砖外表面和内部中干燥制成，生产新的沥青和砖瓦，把中间层材料和面材的组成材料共同混合制成干燥后，在外表面涂覆分散液涂层干燥，或分散液涂层包覆中间层材料后，共同涂覆在沥青或地砖外表面和内部干燥后即可；

在裸露沙土地面原地覆盖功能性复合材料和放置用功能性复合材料做的各种人工动植物造型，再把功能性复合材料的上边和四周等固定即可；

在建筑物内外和楼房顶处的各种面材表面、清洗的浮尘和油脂干净干燥后，把中间层和分散液喷覆在面材上经常温干燥形成功能层，或分散液涂层包覆中间层材料外表面后，共同涂覆外表面干燥制成，再在建筑物的内部和顶部放置用功能性复合材料制作各种人工的动植物造型，在烟气排风管道内把功能性复合材料制作成蜂窝形状体放置于烟气排风管道内即可；

在汽车前部空气流入口内设功能性复合材料，把引擎机器室内所有的机器外表面、盖板内外表面、底板内外表面、车轮内外表面、整个车体外表面包覆的太阳能电池板和驾驶室内的所有内表面涂覆中间层和分散液涂层，或分散液涂层包覆中间层材料外表面后共同涂覆经干燥后即可；

把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、工作和照明光源连接装配完即可。

10.根据权利要求1-7的任一权利要求所述的功能性复合材料，对土壤的挥发性有机污染物的原位环境修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

在要修复的污染土壤地方原地树立起支撑骨架，把功能性复合材料覆挂在支撑骨架之上，形成一座密封的修复工作房屋空间；

在用太阳能电池板的功能性复合材料形成密封的工作空间，把太阳能电池板、工作电源控制器、蓄电池、逆变器、加工加热通风机器、工作和照明光源连接装配完；

再在密封好工作房屋空间内吊挂上功能复合材料；

把受到挥发性有机污染物的土壤原地做挖掘、破碎、堆积或含水率的整理工作，用已知多种物理或化学方法的加热和通风等处理工艺，把挥发性有机污染物从受污染的土壤中脱离排放出来；

定时的采样测量土壤和空气中的污染物浓度，直至把土壤和空气中的挥发性有机污染物净化修复到合格标准为止。

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