CN106084647A - 一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法，组成原料按照重量份为：活性炭50‑70重量份、蒙脱石12‑20重量份、纳米二氧化钛5‑12重量份、二氧化硅3‑7重量份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷1‑10重量份、羟丙基甲基纤维素6‑12重量份等。低聚3‑本发明添加的丁腈橡胶改性酚醛树脂与原料混合，加热时固化，在乌洛托品分解出的亚甲基的作用下，熔融的树脂由线性结构迅速转变成不熔融的体型结构;改善机械性能，使其具有耐高温、低膨胀的性能。具有高吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点。添加的岩煤矸石、导电云母粉、纳米导电石墨粉等增强剂可以提高抗热老化开裂性能，从而提高铸造效率，降低铸造成本。

Description

一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法。

背景技术

雾霾是雾和霾的混合物，早晚湿度大时，雾的成分多。白天湿度小时，霾占据主力，相对湿度在80%到90%之间。其中雾是自然天气现象，空气中水汽氤氲。虽然以灰尘作为凝结核，但总体无毒无害；霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质，空气相对湿度低于80%，颜色发黄。气体能直接进入并粘附在人体下呼吸道和肺叶中，对人体健康有伤害。雾霾天气的形成是主要是人为的环境污染，再加上气温低、风小等自然条件导致污染物不易扩散。

2014年1月4日，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。2014年2月：应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5，要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措，聚焦重点领域，严格指标考核，加强环境执法监管，认真进行责任追究。

活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭有着广泛的用途，为了提高活性炭的应用质量，需要对采用物理法生产的活性炭进行酸化处理，本发明选用粉碎后的活性炭，活性炭的颗粒细度≤ 0.5 毫米。

目前市场上用于空气净化、雾霾防治的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将雾霾中的污染物与空气进行分离。活性炭由于具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此具有较强的吸附能力，适用于雾霾深度净化。为了使活性炭有效地发挥功能，要求活性炭具有适当的物性，提出了通过改良活性炭以提高各种特性的技术。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法。

本发明是采取以下技术方案来实现的：一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料， 它包括的组成原料为：丁腈橡胶改性酚醛树脂8-10份、乌洛托品15-20份、减压渣油5-10份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、活性炭50-70重量份、蒙脱石12-20重量份、纳米二氧化钛5-12重量份、二氧化硅3-7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-10重量份、羟丙基甲基纤维素6-12重量份、金属阳离子絮凝剂0.5-5.5重量份、硝酸镍4-8重量份、聚合氯化铝铁1-10重量份、雷尼镍8-12重量份、氧化锰1-5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5-10重量份、粘接剂2-8重量份。

本发明还提供一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶改性酚醛树脂、减压渣油；

6）降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物E；使混合物E温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

综上所述本发明具有以下有益效果：本发明添加的丁腈橡胶改性酚醛树脂与原料混合，加热时固化，在乌洛托品分解出的亚甲基的作用下，熔融的树脂由线性结构迅速转变成不熔融的体型结构;改善机械性能，使其具有耐高温、低膨胀的性能。采用沥青基碳纤维增强了材料的力学性能可以极大的吸附和清除尾气中的有害气体以及粉尘物质；本发明提供高温煅烧制得用于防治雾霾的活性炭复合材料，专门针对雾霾中的有害污染物设计，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将雾霾中的污染物与空气进行分离，本发明制备的活性炭复合材料具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此具有较强的吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点，提高了活性炭净化效果，同时，本发明组分经过超声、煅烧等工艺处理后，并且加入的粘接剂可以使得到的粒料不会出现脱落成渣的情况，形成结构稳定的复合材料，无二次污染的优点，制备方法简单科学，适用于大范围推广。添加的岩煤矸石、导电云母粉、纳米导电石墨粉等增强剂可以提高抗热老化开裂性能，从而提高铸造效率，降低铸造成本；同时，本发明的制备工艺简单科学，适用于大范围推广。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料， 它包括的组成原料为：丁腈橡胶改性酚醛树脂8份、乌洛托品15份、减压渣油5份、沥青基碳纤维粉末6份、非卤化有机次膦酸酯5份、六次甲基四胺8份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2份、导电云母粉0.3重量份、纳米导电石墨粉0.2重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8重量份、聚四氟乙烯纤维1重量份、活性炭50重量份、蒙脱石12重量份、纳米二氧化钛5重量份、二氧化硅3重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1重量份、羟丙基甲基纤维素6重量份、金属阳离子絮凝剂0.5重量份、硝酸镍4重量份、聚合氯化铝铁1重量份、雷尼镍8重量份、氧化锰1重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5重量份、粘接剂2重量份。

本发明还提供一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶改性酚醛树脂、减压渣油；

6）降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物E；使混合物E温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

实施例2一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料及其制备方法

一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料， 它包括的组成原料为：丁腈橡胶改性酚醛树脂10份、乌洛托品20份、减压渣油10份、沥青基碳纤维粉末8份、非卤化有机次膦酸酯7份、六次甲基四胺10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷4份、导电云母粉0.5重量份、纳米导电石墨粉0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体1重量份、聚四氟乙烯纤维2重量份、活性炭70重量份、蒙脱石20重量份、纳米二氧化钛12重量份、二氧化硅7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、羟丙基甲基纤维素2重量份、金属阳离子絮凝剂5.5重量份、硝酸镍8重量份、聚合氯化铝铁10重量份、雷尼镍12重量份、氧化锰5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、粘接剂8重量份。

本发明还提供一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶改性酚醛树脂、减压渣油；

6）降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物E；使混合物E温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

以上所述是本发明的实施例，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (2)

1.一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料，其特征在于，它包括的组成原料为：丁腈橡胶改性酚醛树脂8-10份、乌洛托品15-20份、减压渣油5-10份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、活性炭50-70重量份、蒙脱石12-20重量份、纳米二氧化钛5-12重量份、二氧化硅3-7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-10重量份、羟丙基甲基纤维素6-12重量份、金属阳离子絮凝剂0.5-5.5重量份、硝酸镍4-8重量份、聚合氯化铝铁1-10重量份、雷尼镍8-12重量份、氧化锰1-5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5-10重量份、粘接剂2-8重量份。

2.根据权利要求1-3任一所述的一种用于防治雾霾的耐膨胀纳米建筑材料的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶改性酚醛树脂、减压渣油；

6）降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物E；使混合物E温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。