CN106187098A - 一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料材料，乙烯‑醋酸乙烯共聚物搭配，提高力学性能的同时提高耐老化性、加工性能，同时聚磷酸铵具有凝聚相中的作用，二氧化钛和可降解聚乳酸壳聚糖制备过滤纤维膜，具有吸附气溶胶以及挥发性有机物的双重功能，具有可降解环保的优点，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。

Description

一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说是一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料及其生产方法。
背景技术
目前，大部分制砖时采用粘土烧结的方式制备，但是随着粘土开采量的增加，粘土资源日益匮乏，不仅增加了开采成本，同时也对生态环境造成严重影响，因此亟需优化和改进现有的制砖方法以改变现状。
用氢氧化钠分解锆英砂，是我国现在生产氯氧化锆和二氧化锆的主要生产工艺。我国2007年氯氧化锆年生产能力已达到15万t，位居世界第一。作为功能材料和结构材料的二氧化锆的需求量也不断增加，其生产工艺成本较低，但缺点在于产生大量的废弃物（每生产1t二氧化锆产品约排放稀碱液5m³、酸性硅渣1t）。近几年，随着生产规模的扩大，生产过程中产生的废弃物的处理问题也日益突出。
经济的发展带的了国民生活水平的提高，私家车的购买量也呈直线上升的趋势，汽车车内环境成为人们越来越关心的问题。私家车内的污染源主要有气溶胶污染和挥发性有机物污染，调查表明：总挥发性有机化合物浓度会随着温度升高和封闭时间的增加而急剧增加。这是因为汽车内很多材料之间都是通过化学粘合剂粘结在一起的，温度升高和密闭环境下回加快有害物质的挥发。所以，要保持经常通风和在汽车内放入吸附材料，如活性炭或者熔喷材料与大颗粒活性炭的复合产品，来吸附有害气体，净化私家车内空气，但是这样的产品往往具有一定的寿命，需要经常更换，在没有标记或者提醒的情况下，一般容易被忘记或者忽略掉，不能有效保证私家车内的环境。针对私家车内环境污染情况，急需要发展一种既能过滤气溶胶又能消除挥发性有机物的双重耐用过滤材料。复合过滤材料因其过滤效率高、过滤阻力低、使用寿命长等优点越发受到重视。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种 双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料及其生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料，由以下重量份原料制成：添加剂12-15、聚乳酸壳聚糖15-20、纳米石墨烯10-15、粉煤灰20-25，消石灰 6-7，硅石灰 6-8、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-25、高聚乙烯8-10、纳米活性剂5-8、、导电云母粉0.3-0.5、纳米导电石墨粉0.2-0.4、多异氰酸酯的三聚体0.8-1、聚四氟乙烯纤维1-2、聚乙酸乙烯酯5-10、桐油4-6、废糖浆3-6、月桂酰肌氨酸钠 1-2、冷杉胶3-5、石棉绒4-8、水适量；
所述的改性纳米二氧化钛的制备步骤：
取一定量的纳米二氧化钛12-15%，加入其质量分数为0.05-0.1%的分散剂和20-24%的水，湿磨数小时；将浆液移至烧杯中，再加水60-67%；将改性剂0.05%加入浆液中，恒温加热搅拌下将沉淀剂0.8-0.9%缓慢加入浆液中，至浆液 pH值为7-11；继续恒温搅拌1 h 左右，过滤，洗涤；于80℃下的730mm 汞柱下进行真空干燥；待干燥后，将产品仔细研磨待用；所述的分散剂是三聚磷酸钾、硅酸钠、六偏磷酸钠按照质量比为1：1：1的混合物；所述改性剂是芳烃油，所述沉淀剂是NaOH 或 HCl。
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
一种 双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料材料，由以下步骤制备而成：
（1）将粉煤灰 ，消石灰 ，硅石灰、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂 、石棉绒、导电云母粉、纳米导电石墨粉、多异氰酸酯的三聚体、聚四氟乙烯纤维混合后粉碎并研磨，然后加入废糖浆、月桂酰肌氨酸钠、添加剂以及适量的水并搅拌均匀，得混合料；
（2）将混合料通过真空挤砖机将混合料挤出成砖坯，真空挤砖机的真空度为0.5-0.8Mpa，挤出压力为6-10Mpa；
（3）将步骤（2）的砖坯在自然条件下晾晒10-12天后在800-900℃的温度下烧结成型；
（4）将冷杉胶、桐油、聚乙酸乙烯酯混合后80-90℃、800-1000r/min搅拌5-10min，然后均匀喷涂于（3）中制得的砖块表面，100-120℃保温2-4h；
（5）将添加剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载，即得。
本发明的优点在于：
本发明以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂为主料组分原料配制合理科学，添加的成分不仅可有有效的保障其保护的材料不易燃烧，而且温度过高燃烧也不会产生对人体有害的气体具有明显的耐高温、防火、阻燃的优势；纳米材料协同改性阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的力学性能、阻燃性能、耐热性能都较好；通过低温两阶段法制备高氧化程度的氧化石墨，且采用CTAB对其进行改性处理，一方面提高氧化石墨烯在基质中的分散性，另一方面，氧化石墨烯在后处理过程中存在后处理时间长，工艺繁琐的问题，这也制约了氧化石墨烯实质化应用，采用CTAB直接加入到氧化石墨溶液中，在改性处理的同时，CTAB对氧化石墨溶液进行了絮凝处理，可大大缩短氧化石墨的后处理过程，提高氧化石墨制备效率，因此，采用CTAB对氧化石墨进行后处理，改性的同时缩短了氧化石墨后处理工艺；采用粉煤灰为主要原材料不仅节约了粘土资源，降低了生产成本，还解决了粉煤灰的处理问题，避免了其对环境的污染；另外，本发明烧结砖具有强度高，承压能力强，密度小，导热系数低，符合人们的要求，应用范围广，市场前景大。本发明通过在材料组分上选择光催化剂二氧化钛和可降解聚乳酸壳聚糖制备过滤纤维膜，具有吸附气溶胶以及挥发性有机物的双重功能，具有可降解环保的优点，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。
具体实施方式
实施例1
一种 双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料材料，由以下重量原料制成：添加剂12 kg、聚乳酸壳聚糖15 kg、纳米石墨烯10 kg，粉煤灰 25 kg，消石灰 7 kg，硅石灰 8 kg、对苯二甲酸二乙酯15 kg、3-氨基巴豆酸甲酯10 kg、四溴苯酐15 kg、、导电云母粉0.3kg、纳米导电石墨粉0.2kg、多异氰酸酯的三聚体0.8kg、聚四氟乙烯纤维1kg、聚乙酸乙烯酯5kg、桐油4kg、废糖浆3kg、月桂酰肌氨酸钠 1kg、冷杉胶3kg、石棉绒4kg、添加剂6kg、水适量；
所述的改性纳米二氧化钛的制备步骤：
取一定量的纳米二氧化钛12 %，加入其质量分数为0.05 %的分散剂和20 %的水，湿磨数小时；将浆液移至烧杯中，再加水60 %；将改性剂0.05%加入浆液中，恒温加热搅拌下将沉淀剂0.8 %缓慢加入浆液中，至浆液 pH值为7 ；继续恒温搅拌1 h 左右，过滤，洗涤；于80℃下的730mm 汞柱下进行真空干燥；待干燥后，将产品仔细研磨待用；所述的分散剂是三聚磷酸钾、硅酸钠、六偏磷酸钠按照质量比为1：1：1的混合物；所述改性剂是芳烃油，所述沉淀剂是NaOH 或 HCl。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
一种 双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料材料，由以下步骤制备而成：
（1）将粉煤灰 ，消石灰 ，硅石灰、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂 、石棉绒、导电云母粉、纳米导电石墨粉、多异氰酸酯的三聚体、聚四氟乙烯纤维混合后粉碎并研磨，然后加入废糖浆、月桂酰肌氨酸钠、添加剂以及适量的水并搅拌均匀，得混合料；
（2）将混合料通过真空挤砖机将混合料挤出成砖坯，真空挤砖机的真空度为0.5 Mpa，挤出压力为6 Mpa；
（3）将步骤（2）的砖坯在自然条件下晾晒10 天后在800 ℃的温度下烧结成型；
（4）将冷杉胶、桐油、聚乙酸乙烯酯混合后80-90℃、800-1000r/min搅拌5-10min，然后均匀喷涂于（3）中制得的砖块表面，100-120℃保温2-4h；
（5）将添加剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载，即得。
实施例2
添加剂15 kg、聚乳酸壳聚糖20 kg、纳米石墨烯15 kg，粉煤灰25 kg，消石灰 7 kg，硅石灰 8 kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20kg、高聚乙烯8kg、纳米活性剂5kg、、导电云母粉0.5kg、纳米导电石墨粉0.4kg、多异氰酸酯的三聚体1kg、聚四氟乙烯纤维2kg、聚乙酸乙烯酯8kg、桐油5kg、废糖浆4.5kg、月桂酰肌氨酸钠 1.5kg、冷杉胶4kg、石棉绒6kg、添加剂7kg、水适量；
所述的添加剂的制备步骤：
取一定量的纳米二氧化钛 15%，加入其质量分数为 0.1%的分散剂和 24%的水，湿磨数小时；将浆液移至烧杯中，再加水 67%；将改性剂0.05%加入浆液中，恒温加热搅拌下将沉淀剂0.8-0.9%缓慢加入浆液中，至浆液 pH值为 11；继续恒温搅拌1 h 左右，过滤，洗涤；于80℃下的730mm 汞柱下进行真空干燥；待干燥后，将产品仔细研磨待用；所述的分散剂是三聚磷酸钾、硅酸钠、六偏磷酸钠按照质量比为1：1：1的混合物；所述改性剂是芳烃油，所述沉淀剂是NaOH 或 HCl。
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
制备方法同实施例1。

Claims (2)

1.一种双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料，其特征在于：包括以下重量份原料制成：添加剂12-15、聚乳酸壳聚糖15-20、纳米石墨烯10-15、粉煤灰20-25，消石灰 6-7，硅石灰 6-8、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-25、高聚乙烯8-10、纳米活性剂5-8、导电云母粉0.3-0.5、纳米导电石墨粉0.2-0.4、多异氰酸酯的三聚体0.8-1、聚四氟乙烯纤维1-2、聚乙酸乙烯酯5-10、桐油4-6、废糖浆3-6、月桂酰肌氨酸钠 1-2、冷杉胶3-5、石棉绒4-8、水适量；
所述纳米活性剂为MgO、Al2O3 、Si3N4、BN按1:2:3:1的重量比例混合制取的组合物；
所述添加剂由以下重量份的原料制成：将一定量的镁铝水滑石分散于脱 CO2的去离子水中制成浆液后将过量的NaH2PO4•2H2O 溶于水所配成溶液缓慢倒入浆液中，加热搅拌并用醋酸调节 PH 至3.7左右，回流温度下反应3小时，待自然冷却后，用脱 CO2的去离子水洗涤产物并过滤直至滤液 PH=7，然后干燥得到；所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
2.根据权利要求1所述的一种 双重过滤复合去霾分子硅酸钙材料的制备方法，其特征在于由以下步骤制备而成：
（1）将粉煤灰 ，消石灰 ，硅石灰 、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、纳米活性剂、石棉绒、、导电云母粉、纳米导电石墨粉、多异氰酸酯的三聚体、聚四氟乙烯纤维混合后粉碎并研磨，然后加入废糖浆、月桂酰肌氨酸钠、添加剂以及适量的水并搅拌均匀，得混合料；
（2）将混合料通过真空挤砖机将混合料挤出成砖坯，真空挤砖机的真空度为0.5-0.8Mpa，挤出压力为6-10Mpa；
（3）将步骤（2）的砖坯在自然条件下晾晒10-12天后在800-900℃的温度下烧结成型；
（4）将冷杉胶、桐油、聚乙酸乙烯酯混合后80-90℃、800-1000r/min搅拌5-10min，然后均匀喷涂于（3）中制得的砖块表面，100-120℃保温2-4h；
（5）将添加剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载，即得。
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