CN103879097B - 一种不燃型空气净化吸音复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不燃型空气净化吸音复合材料及其制备方法。制备方法步骤：（1）活性碳纤维毡经浸胶、轧压、烘干，得到浸胶处理毡；（2）对浸胶处理毡单面进行防水处理，干燥，表面喷胶，得到喷胶处理毡；（3）将喷胶处理毡沿喷胶面直接复合或在喷胶处理毡之间插层铁丝网复合，施加一定压力烘干成型，或者直接采用衍缝机将浸胶处理毡进行衍缝增强，得到不燃型空气净化吸音复合材料。本发明获得的吸音复合材料具有遇火无烟无明火、手感柔软、吸音性好、净化室内空气、敲打无纤维脱落等特点，还可与其他装饰材料联合制备吸音阻燃装饰材料，特别适用于KTV、酒吧、影院、礼堂等人员密集且对消防要求很高的公共场所。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，主要涉及一种不燃型空气净化吸音复合材料及其制备方法。
背景技术
酒吧、KTV等公共娱乐场所存在严重噪音污染，在装修过程中需要选择合适的吸音材料。聚氨酯、PET无纺布等室内吸音装饰材料存在严重的消防安全隐患，消防部门已严禁使用这些吸音材料。KTV、酒吧等场所由于空间密闭，人们除了需要降噪和满足消防要求的材料外，还希望这些材料能够具有良好的空气净化功能。尽管市场上通常使用活性炭颗粒来实现吸附功能，但活性炭使用周期短，仅有吸附而没分解作用，更重要的是无法实现吸音功能。活性碳纤维毡具有吸附性广泛、容量大、自身不燃等诸多优点，在溶剂回收、过滤器等领域中有着极大的应用，但其自身拉伸强度低，表面纤维容易脱落，限制了在室内吸音方面的应用。目前，文献和市场上均未发现以活性碳纤维毡或经光触媒处理的活性碳纤维毡为功能材料，同时具备吸音、防火、净化、装饰、保温功能，适用于KTV、酒吧、影院、礼堂等人员密集的装饰材料。
本发明以光触媒处理的活性碳纤维毡为主要净化吸音材料，先经吸湿处理、浸胶、轧压、烘干制得浸胶处理毡，再对浸胶处理毡进行单面防水处理，在防水处理过的表面喷胶，与铁丝网一起压制、烘干后获得具有“浸胶处理毡-铁丝网-浸胶处理毡”三明治结构的吸音复合材料，或者直接采用衍缝机将浸胶处理毡进行衍缝增强，得到一种不燃型空气净化吸音复合材料。该复合材料在酒吧、KTV和人员密集场所使用，不但能够吸音降噪，而且具有良好的耐久性和空气净化效果，具有良好的市场前景。
发明内容
本发明目的是，提供了一种不燃型空气净化吸音复合材料及其制备方法。在保持活性碳纤维毡具有吸附性广泛、容量大、自身不燃等诸多优点的前提下，改善自身拉伸强度低，表面纤维容易脱落的不足，从而用于室内吸音和净化杀菌方面的应用。
本发明的技术方案是：不燃型空气净化吸音复合材料，活性碳纤维毡层状材料经过浸胶、轧压、烘干得到浸胶处理毡，经防水处理，再经表面喷胶，烘干成型得到喷胶处理毡。成品喷胶处理毡以下述方式构成不燃型空气净化吸音复合材料。
具有“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构、“喷胶处理毡-喷胶处理毡”双层结构、“浸胶处理毡-浸胶处理毡”衍缝双层结构中的一种。
不燃型空气净化吸音复合材料由“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构、经衍缝机衍缝活性碳纤维毡或“喷胶处理毡-喷胶处理毡”双层结构构成。
本发明不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）活性碳纤维毡经浸胶、轧压、烘干，得到浸胶处理毡；
（2）对浸胶处理毡单面进行防水处理，干燥，表面喷胶，得到喷胶处理毡；
（3）将喷胶处理毡沿喷胶面直接复合或在喷胶处理毡之间插层铁丝网复合，施加一定压力烘干成型，或者直接采用衍缝机将浸胶处理毡进行衍缝增强，得到不燃型空气净化吸音复合材料。
步骤（1）所述的浸胶处理所用浸胶液为掺有光触媒的无机-有机复合粘合剂，固含量<2%，典型的光触媒选用纳米（或掺杂的）TiO2，粒径范围在2nm-20nm，掺量为无机-有机复合粘合剂质量的0.05-0.2%；无机粘合剂：有机粘合剂的质量比为1:1-2:1；轧压处理后碳纤维毡轧余率在200%-300%，烘干温度100-150℃，烘干时间为1-3h。
无机粘合剂优选硅溶胶、硅酸钠、氧化铜-磷酸中的一种或多种；有机粘合剂优选水性丙烯酸酯、水性聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或多种。
步骤（2）所述的碳纤维毡表面防水处理工艺采用市售织物防水剂，干燥温度100-150℃，干燥时间2-5min；所述的喷胶处理的喷胶量为10-20g/m2，喷胶使用的胶黏剂选用水溶丙烯酸酯，固含量<5%，玻璃化温度为-25-15℃；所述烘干时的干燥温度100-150℃，干燥时间1-3h。
进一步，步骤（1）中碳纤维毡浸胶前经过吸湿处理、所述的吸湿处理条件为30-70℃、湿度>60%、处理时间3-8h；
进一步，步骤（3）中所述的浸胶处理毡采用衍缝机进行衍缝增强，衍缝丝为24#或25#铁丝中的一种。
本发明的有益效果是：
1.采用掺混光触媒的低浓度的有机-无机复合浸渍液，提高活性碳纤维毡中纤维之间的作用力和整体强度，并提高碳纤维毡对室内有害气体的分解能力，由于含量很低，对碳纤维毡的不燃性不会产生不利影响；并且由于掺杂了无机粘合剂，粘合剂不会连续成膜，极大降低了活性碳纤维毡表面的中孔、大孔的堵塞，不会影响复合材料的吸附性能。
2.采用铁丝网夹在两片碳纤维毡之间，或者利用细铁丝对碳纤维毡进行衍缝处理，提高了纤维的抗拉强度，克服表面纤维容易脱落的不足，而且对活性碳纤维毡的不燃性、吸附性不会产生任何影响。与传统吸音材料相比，本发明获得的吸音复合材料具有遇火无烟无明火、手感柔软、吸音性好、净化室内空气、敲打无纤维脱落等特点，还可与其他装饰材料联合制备吸音阻燃装饰材料，特别适用于KTV、酒吧、影院、礼堂等人员密集且对消防要求很高的公共场所。利用室内灯光的紫处等进行光触媒的杀菌净化。
附图说明
图1不燃型空气净化吸音复合材料制备工艺流程图；
图2“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构示意图；
图3“喷胶处理毡-喷胶处理毡”双层结构图；
图4“浸胶处理毡-浸胶处理毡”衍缝双层结构图。
具体实施实例
附图中标号表示如下：1.喷胶处理毡；2.铁丝网；3.喷胶处理毡。4.胶黏剂；5.衍缝丝。
实施例1：将活性碳纤维毡在30℃、60%的湿度下吸湿3h，在0.4%水性丙烯酸酯和0.5%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.1%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率230%，经120℃、3h烘干，得浸胶处理毡；对浸胶处理毡单面做防水处理，经100℃、2min烘干，然后选用玻璃化温度为-15℃、固含量3%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量10g/m2，参看如图2，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构烘干成型，烘干温度120℃，烘干时间2h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例2：将活性碳纤维毡在40℃、70%的湿度下吸湿3h，在0.3%水性丙烯酸酯和0.6%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.05%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率200%，经100℃、3h烘干，得浸胶处理毡；对浸胶处理毡单面做防水处理，经130℃、5min烘干，然后选用玻璃化温度为0℃、固含量4%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量15g/m2，参看如图2，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构烘干成型，烘干温度130℃，烘干时间1h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例3：将活性碳纤维毡在60℃、70%湿度下吸湿5h，在0.2%水性丙烯酸酯和0.4%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.15%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率300%，经130℃、2h烘干，得浸胶处理毡；对浸胶处理毡单面做防水处理，经130℃、1min烘干，然后选用玻璃化温度为-25℃、固含量2%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量20g/m2，参看如图2，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构烘干成型，烘干温度150℃，烘干时间1h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例4：将活性碳纤维毡在40℃、80%湿度下吸湿5h，在0.5%水性聚氨酯酯和0.8%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.2%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率250%，经140℃、2h烘干，得浸胶处理毡；对浸胶处理毡单面做防水处理，经130℃、1min烘干，然后选用玻璃化温度为15℃、固含量5%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量13g/m2，参看如图2，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构烘干成型，烘干温度120℃，烘干时间2h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例5：将活性碳纤维毡在30℃、80%湿度下吸湿8h，在0.6%聚乙烯醇溶液和1.2%的硅溶胶的混合液中掺入混合液总质量0.1%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率250%，经150℃、1h烘干，得浸胶处理毡；对浸胶处理毡单面做防水处理，经150℃、1min烘干，然后选用玻璃化温度为15℃、固含量5%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量13g/m2，参看如图2，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-铁丝网-喷胶处理毡”三明治结构烘干成型，烘干温度100℃，烘干时间3h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例6：将活性碳纤维毡在30℃、70%湿度下吸湿6h，在0.6%水性丙烯酸酯和1.2%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.15%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率250%，经150℃、1h烘干，得浸胶处理毡。对浸胶处理毡单面做防水处理，经150℃、1min烘干，然后选用玻璃化温度为15℃、固含量5%的水性丙烯酸酯粘合剂进行表面喷胶，喷胶量15g/m2，参看如图3，得喷胶处理毡，以“喷胶处理毡-喷胶处理毡”双层结构烘干成型，烘干温度100℃，烘干时间3h，得不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例7：将活性碳纤维毡在50℃、70%湿度下吸湿6h，在0.5%水性丙烯酸酯和0.8%的硅酸钠的混合液中掺入混合液总质量0.15%的纳米TiO2光触媒，将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率280%，经150℃、2h烘干，得浸胶处理毡，参看如图4，选用24#铁丝对浸胶处理毡进行衍缝增强，得“喷胶处理毡-喷胶处理毡”衍缝双层结构不燃型空气净化吸音复合材料。
实施例8：将活性碳纤维毡在70℃、70%湿度下吸湿6h，在0.4%水性丙烯酸酯和0.8%的氧化铜-磷酸的混合液中掺入混合液总质量0.1%的纳米TiO2光触媒将含有光触媒的混合液作为浸渍液对活性碳纤维进行浸胶，轧压，轧余率250%，经120℃、3h烘干，得浸胶处理毡，参看如图4，选用25#铁丝对浸胶处理毡进行衍缝增强，得“喷胶处理毡-喷胶处理毡”衍缝双层结构不燃型空气净化吸音复合材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）活性碳纤维毡经浸胶、轧压、烘干，得到浸胶处理毡；
（2）对浸胶处理毡单面进行防水处理，干燥，表面喷胶，得到喷胶处理毡；
（3）将喷胶处理毡沿喷胶面直接复合或在喷胶处理毡之间插层铁丝网复合，施加一定压力烘干成型，或者直接采用衍缝机将浸胶处理毡进行衍缝增强，得到不燃型空气净化吸音复合材料；
步骤（1）中碳纤维毡浸胶前经过吸湿处理，所述的吸湿处理条件为30-70℃，湿度>60%，处理时间3-8h。
2.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸胶处理所用浸胶液为掺有光触媒的无机-有机复合粘合剂，其中，无机粘合剂优选硅溶胶、硅酸钠、氧化铜-磷酸中的一种或多种；有机粘合剂优选水性丙烯酸酯、水性聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或多种；无机粘合剂：有机粘合剂的质量比为1:1-2:1，固含量<2%；光触媒选用纳米光触媒材料，掺量为无机-有机复合粘合剂质量的0.05-0.2%。
3.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）轧压处理后碳纤维毡轧余率为200%-300%，烘干温度为100-150℃，烘干时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的碳纤维毡表面防水处理采用市售织物防水剂，干燥温度100-150℃，干燥时间2-5min。
5.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的喷胶处理的喷胶量为10-20g/m2，喷胶使用的胶黏剂主要成份为水溶丙烯酸酯，固含量<5%，玻璃化温度为-25-15℃。
6.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的烘干成型的温度为100-150℃，烘干时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的不燃型空气净化吸音复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的浸胶处理毡采用衍缝机进行衍缝增强，衍缝丝为24#或25#铁丝中的一种。
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