CN106139743A - 一种层状结构空气净化滤网片的制备方法 - Google Patents

一种层状结构空气净化滤网片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层状结构空气净化滤网片的制备方法，属于环保材料领域。现有的空气净化滤网难以实现可以人工控制滤网厚度和尺寸的功能。本发明的特点在于：所述制备方法的步骤如下：将空气净化材料通过粘结剂，采用涂覆工艺粘结至骨架材料上，或者，采用浸渍或喷涂工艺负载至骨架材料上；再结合干燥工艺得到具有空气净化作用的空气净化滤网片。本发明的选材广泛，制备工艺简单，制备而成的滤网片厚度可控，净化材料负载量大且可控，可同时满足多个领域大规模应用需求。

Description

一种层状结构空气净化滤网片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种空气净化滤网片的制备方法，尤其是涉及一种层状结构空气净化滤网片的制备方法，属于环保材料领域，本发明制备而成的空气净化滤网片可以适用于多个领域中进行空气净化。
背景技术
随着人们对生存环境和室内空气质量的日益重视，具有空气净化作用的一系列新产品随之应运而生，且发挥着越来越重要的作用。滤网作为空气净化产品的重要技术零件，起到核心的净化作用，且绝大部分空气净化器产品都需要使用到滤网净化技术。
空气净化滤网在使用时，在滤网与空气接触的过程中与空气中的有害物质反应达到净化空气的目的。然而在滤网使用的过程中，由于受到空气净化器产品形状和尺寸的限制，制约着滤网的应用及净化性能。另外，由于受到空间的限制，空气净化产品和滤网的净化处理能力有限，难以满足多个领域大规模应用的需求。通常的空气净化滤网是将净化材料制备成颗粒状，再填充进滤网材料中，制成空气净化滤网片，如公开日为2014年02月12日，公开号为CN103566668A的中国专利中，公开的一种空气净化过滤网，又如公开日为2015年03月25日，公开号为CN104436260A的中国专利中，公开的一种能改善呼吸系统的空气净化器滤网，均是这种类型的滤网，这种滤网片可以承载较多的净化材料，然而需要对净化材料粉末进行前期的制粒加工，大大减小了其与空气的接触面积，使得其中净化材料的空气净化利用率并不高。
现有的空气净化滤网难以实现可以人工控制滤网厚度和尺寸的功能，难以满足多个领域对不同滤网的需求，同时加工过程复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种选材广泛，制备工艺简单，制备而成的滤网片厚度可控，净化材料负载量大且可控，可同时满足多个领域大规模应用需求的层状结构空气净化滤网片的制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该层状结构空气净化滤网片的制备方法的特点在于：所述制备方法的步骤如下：将空气净化材料通过粘结剂，采用涂覆工艺粘结至骨架材料上，或者，采用浸渍或喷涂工艺负载至骨架材料上；再结合干燥工艺得到具有空气净化作用的空气净化滤网片。由于其可以选用的骨架材料种类多，具有本身厚度可调、负载量可控的特点，适合在多个领域内的大规模应用。
作为优选，本发明在制备空气净化滤网片的过程中，将配方量的粘结剂、空气净化材料和增稠剂溶液混合并搅拌均匀得到悬浮液，采用浸渍法将悬浮液负载至载体片材料上，待其吸附至需求量之后进行干燥，获得空气净化滤网片；或者，采用喷涂法将悬浮液负载至载体片材料上，正面喷涂完成之后进行干燥，然后再喷涂处理反面后进行干燥，获得空气净化滤网片。
作为优选，本发明所述粘结剂为丁苯橡胶、聚四氟乙烯或聚丙烯酸酯类三元共聚物等。
作为优选，本发明所述粘结剂占悬浮液的质量含量为0.5-10%，其中优选为1-3%。
作为优选，本发明所述增稠剂为无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯或缔合型聚氨酯增稠剂。
作为优选，本发明所述增稠剂占悬浮液的质量含量为0.2-10%，其中优选为0.5-2%。
作为优选，本发明所述空气净化材料占悬浮液的质量含量为0.1-60%。
作为优选，本发明所述空气净化材料有多种，根据其净化原理分类主要有吸附型净化材料和分解型净化材料；其中吸附型净化材料是指利用其本身优秀的吸附性能吸附空气中的有害气体污染物，以达到净化空气的目的，其中主要包括活性炭材料及其他无机多孔材料；分解型净化材料是指利用自身的性能催化分解挥发性有害气体污染物，从而净化空气，主要包括光催化分解的二氧化钛材料、低温催化分解的过渡金属氧化物、稀土金属氧化物、贵金属等空气净化材料。
作为优选，本发明所述空气净化材料、粘结剂和增稠剂的添加质量配比为1:(0.04-0.5):(0.02-0.5)。
作为优选，本发明所述悬浮液的固液质量比为1:(0.5-15)。
作为优选，本发明所述搅拌转速为500-5000转/min。
作为优选，本发明所述负载片材料选用无纺布、海绵、羊毛毡等材料。
作为优选，本发明所述负载工艺是将悬浮液与骨架材料相结合，使得空气净化材料负载至骨架材料上。该负载工艺可以通过浸渍法或喷涂法实现均匀负载。
作为优选，本发明所述浸渍法是指将所需要负载的空气净化材料、粘结剂和增稠剂溶液混合溶解并搅拌得到悬浮液之后，再将载体片材料完全浸渍于该悬浮液当中，最后再取出干燥，得到负载了空气净化材料的空气净化滤网片。
作为优选，本发明所述喷涂法是首先将所需要负载的空气净化材料、粘结剂和增稠剂溶液混合溶解并搅拌得到均一的悬浮液，利用喷涂将上述悬浮液均匀地喷涂到载体片材料上，经过干燥处理后再将悬浮液喷涂至载体片材料的另一面上，最后通过干燥处理得到空气净化滤网片。
作为优选，本发明所述干燥的温度为30-100℃。
作为优选，本发明所述干燥的时间为2-20h。
一种层状结构空气净化滤网片，其特点在于：采用如所述的制备方法制得。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、载体片材料选材广泛，可以根据具体应用选择材料种类、控制其厚度；2、制备而成的空气净化滤网片具有负载量大，净化效果好的特点；3、制备方法简单，粘结牢固，可以满足多个领域大规模应用的需求。
附图说明
图1是本发明实施例中采用浸渍法进行制备时的工艺流程示意图。
图2是本发明实施例中采用喷涂法进行制备时的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1，往464g纯水中加入5g硅凝胶，作为增稠剂溶液待用；在上述增稠剂溶液中依次加入30g丁苯橡胶作为粘结剂、500g二氧化锰催化剂粉末作为空气净化材料，以5000转/min的转速搅拌，直至得到混合均一的悬浮液待用。选取一块无纺布作为载体片材料，将该无纺布浸没至上述制备而成的悬浮液中，待其浸渍完全后取出，在100℃下干燥2h后得到负载了空气净化材料的空气净化滤网片成品。
将上述所得到的空气净化滤网片产品裁剪得到100×100mm的空气净化滤网片，将该裁剪后的空气净化滤网片安装至尺寸与之相匹配的空气净化器产品中，并将该空气净化器放入到符合国标的3m3的标准测试仓内，按照国标中所规定的相关条款测试其对浓度为1mg/m3甲醛的净化效果。测试结果表明，含有本实施例中制备的空气净化滤网片的空气净化器1h在室温条件下对3m3测试舱内浓度为1mg/m3的甲醛去除率为99%。
实施例2。
参见图1，往360g纯水中加入20g羧甲基纤维素钠完全溶解，作为增稠剂溶液待用；在上述增稠剂溶液中依次加入20g丁苯橡胶作为粘结剂、600g二氧化锰催化剂粉末作为空气净化材料，以3000转/min的转速搅拌，直至得到混合均一的悬浮液待用。选取一块毛毡作为载体片材料，将该无纺布浸没至上述制备的悬浮液中，待其浸渍完全后取出，在60℃下干燥10h后得到负载了空气净化材料的空气净化滤网片成品。
将上述所得到的空气净化滤网片产品裁剪得到100×100mm的空气净化滤网片，将该裁剪后的空气净化滤网片安装至尺寸与之相匹配的空气净化器产品中，并将该空气净化器放入到符合国标的3m3的标准测试仓内，测试方法及条件同实施例1，测试结果表明，含有本实施例中制备的空气净化滤网片的空气净化器1h在室温条件下对3m3测试舱内浓度为1mg/m3的甲醛去除率为98%。
实施例3。
参见图1，往870g纯水中加入10g阿拉伯树胶完全溶解，作为增稠剂溶液待用；在上述增稠剂溶液中依次加入10g丁苯橡胶作为粘结剂、100g二氧化锰催化剂粉末作为空气净化材料，以500转/min的转速搅拌，直至得到混合均一的悬浮液待用。选取一块无纺布作为载体片材料，将该无纺布浸没至上述制备的悬浮液中，待其浸渍完全后取出，在30℃下干燥20h后得到负载了空气净化材料的空气净化滤网片成品。
将上述所得到的空气净化滤网片产品裁剪得到100×100mm的空气净化滤网片，将该裁剪后的空气净化滤网片安装至尺寸与之相匹配的空气净化器产品中，并将该空气净化器放入到符合国标的3m3的标准测试仓内，测试方法及条件同实施例1，测试结果表明，含有本实施例中制备的空气净化滤网片的空气净化器1h在室温条件下对3m3测试舱内浓度为1mg/m3的甲醛去除率为95%。
实施例4。
参见图2，往660g纯水中加入15g羟丙基甲基纤维素完全溶解，作为增稠剂溶液待用；在上述增稠剂溶液中依次加入25g丁苯橡胶作为粘结剂、300g活性炭粉末作为空气净化材料，以2000转/min的转速搅拌，直至得到均一的悬浮液，并转移至喷涂设备内待用。选取一块无纺布作为载体片材料，通过喷涂设备将上述制备的悬浮液均匀地喷涂至无纺布的一面，再将其在80℃下干燥4h后取出，再次通过喷涂设备将上述制备的悬浮液均匀地喷涂至无纺布的另一面，最后再经过80℃下干燥4h处理后得到空气净化滤网片成品。
将上述所得到的空气净化滤网片产品裁剪得到100×100mm的空气净化滤网片，将该裁剪后的空气净化滤网片安装至尺寸与之相匹配的空气净化器产品中，并将该空气净化器放入到符合国标的3m3的标准测试仓内，测试方法及条件同实施例1，测试结果表明，含有本实施例中制备的空气净化滤网片的空气净化器1h在室温条件下对3m3测试舱内浓度为1mg/m3的甲醛去除率为94%。
实施例5。
参见图2，往910g纯水中加入25g聚丙烯酸酯共聚乳液，作为增稠剂溶液待用；在上述增稠剂溶液中依次加入15g丁苯橡胶作为粘结剂、50g活性炭粉末作为空气净化材料，以1000转/min的转速搅拌，直至得到均一的悬浮液，并转移至喷涂设备内待用。选取一块无纺布作为载体片材料，通过喷涂设备将上述制备的悬浮液均匀地喷涂至无纺布的一面，再将其在50℃下干燥12h后取出，再次通过喷涂设备将上述制备的悬浮液均匀地喷涂至无纺布的另一面，最后再经过50℃下干燥12h处理后得到空气净化滤网片成品。
将上述所得到的空气净化滤网片产品裁剪得到100×100mm的空气净化滤网片，将该裁剪后的空气净化滤网片安装至尺寸与之相匹配的空气净化器产品中，并将该空气净化器放入到符合国标的3m3的标准测试仓内，测试方法及条件同实施例1，测试结果表明，含有本实施例中制备的空气净化滤网片的空气净化器1h在室温条件下对3m3测试舱内浓度为1mg/m3的甲醛去除率为92%。
实施例6。
本实施例中的层状结构空气净化滤网片的制备方法的步骤如下：将空气净化材料通过粘结剂，采用涂覆工艺粘结至骨架材料上，或者，采用浸渍或喷涂工艺负载至骨架材料上；再结合干燥工艺得到具有空气净化作用的空气净化滤网片。
在制备空气净化滤网片的过程中，将配方量的粘结剂、空气净化材料和增稠剂溶液混合并搅拌均匀得到悬浮液，采用浸渍法将悬浮液负载至载体片材料上，待其吸附至需求量之后进行干燥，获得空气净化滤网片；或者，采用喷涂法将悬浮液负载至载体片材料上，正面喷涂完成之后进行干燥，然后再喷涂处理反面后进行干燥，获得空气净化滤网片。
通常情况下，粘结剂为丁苯橡胶、聚四氟乙烯或聚丙烯酸酯类三元共聚物等。粘结剂占悬浮液的质量含量为0.5-10%，其中优选为1-3%。增稠剂为无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和/或缔合型聚氨酯增稠剂。增稠剂占悬浮液的质量含量为0.2-10%，其中优选为0.5-2%。空气净化材料占悬浮液的质量含量为0.1-60%。空气净化材料、粘结剂和增稠剂的添加质量配比为1:(0.04-0.5):(0.02-0.5)。悬浮液的固液质量比为1:(0.5-15)。搅拌转速为500-5000转/min。负载片材料选用无纺布、海绵、羊毛毡等材料。干燥的温度为30-100℃。干燥的时间为2-20h。
空气净化材料有多种，根据其净化原理分类主要有吸附型净化材料和分解型净化材料；其中吸附型净化材料是指利用其本身优秀的吸附性能吸附空气中的有害气体污染物，以达到净化空气的目的，其中主要包括活性炭材料及其他无机多孔材料；分解型净化材料是指利用自身的性能催化分解挥发性有害气体污染物，从而净化空气，主要包括光催化分解的二氧化钛材料、低温催化分解的过渡金属氧化物、稀土金属氧化物、贵金属等空气净化材料。
负载工艺是将悬浮液与骨架材料相结合，使得空气净化材料负载至骨架材料上。该负载工艺可以通过浸渍法或喷涂法实现均匀负载。浸渍法是指将所需要负载的空气净化材料、粘结剂和增稠剂溶液混合溶解并搅拌得到悬浮液之后，再将载体片材料完全浸渍于该悬浮液当中，最后再取出干燥，得到负载了空气净化材料的空气净化滤网片。喷涂法是首先将所需要负载的空气净化材料、粘结剂和增稠剂溶液混合溶解并搅拌得到均一的悬浮液，利用喷涂将上述悬浮液均匀地喷涂到载体片材料上，经过干燥处理后再将悬浮液喷涂至载体片材料的另一面上，最后通过干燥处理得到空气净化滤网片。
一种层状结构空气净化滤网片，采用如所述的制备方法制得。本发明的层状结构空气净化滤网片可以采用普通透气的无纺布之类的材料作为载体片材料，通过浸渍或喷涂法将空气净化材料粉末负载到该载体片材料上，可以人工控制空气净化滤网片的厚度和尺寸，满足多个领域对不同滤网的需求。同时，也具有加工过程简单，成本低廉的特点。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：将空气净化材料通过粘结剂，采用涂覆工艺粘结至骨架材料上，或者，采用浸渍或喷涂工艺负载至骨架材料上；再结合干燥工艺得到具有空气净化作用的空气净化滤网片。
2.根据权利要求1所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：在制备空气净化滤网片的过程中，将配方量的粘结剂、空气净化材料和增稠剂溶液混合并搅拌均匀得到悬浮液，采用浸渍法将悬浮液负载至载体片材料上，待其吸附到需求量之后进行干燥，获得空气净化滤网片；或者，采用喷涂法将悬浮液负载至载体片材料上，正面喷涂完成之后进行干燥，然后再喷涂处理反面后进行干燥，获得空气净化滤网片。
3.根据权利要求1所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为丁苯橡胶、聚四氟乙烯或聚丙烯酸酯类三元共聚物。
4.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述粘结剂占悬浮液的质量含量为0.5-10%。
5.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述增稠剂为无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯或缔合型聚氨酯增稠剂。
6.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述增稠剂占悬浮液的质量含量为0.2-10%。
7.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述空气净化材料占悬浮液的质量含量为0.1-60%。
8.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述空气净化材料、粘结剂和增稠剂的添加质量配比为1:(0.04-0.5):(0.02-0.5)。
9.根据权利要求2所述的层状结构空气净化滤网片的制备方法，其特征在于：所述悬浮液的固液质量比为1:(0.5-15)。
10.一种层状结构空气净化滤网片，其特征在于：采用如权利要求1～9任一权利要求所述的制备方法制得。
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