CN107213701A - 一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，其特征在于其制备工艺，具体制备步骤如下：粘结剂为丁苯橡胶SBR，蜂窝状活性炭为竹炭，其炭层间掺杂抗菌剂，抗菌剂为纳米氧化锌；先将抗菌剂与粘结剂混合，将上述材料混合，混合后加水，加水后搅拌均匀得到混合液；然后将混合液均匀涂覆在骨架无纺布表面,经过辊压，压出表面水分即可，放入烘箱，制成活性炭无纺布；再将制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。其保证车辆与外界空气循环的情况下阻挡外界的污染空气中的粉尘和细微颗粒物进入车内，从而有效过滤PM0.3、甲苯、甲醛等污染物进入车内，同时增强抗菌防霉的作用。

Description

一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，属于车内空气净化装置技术领域。
背景技术
随着我国经济的不断发展，汽车已是人们日常生活不可或缺的交通工具。随着城市私人汽车拥有量的逐年增加，马路上的空气污染状况日益严重，而车内空间狭小，空气流通性差，不利于污染物的扩散，对车主的健康带来很大的危害。如何提高车内空气质量，成为广大车主们密切关注的话题。
活性炭又称活性炭黑，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭在结构上由于是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。普通活性炭的比表面积在500～1700m2/g间。具有很强的物理吸附性能，是用途极广的一种工业吸附剂，能有效地去除色度、臭味，可去除大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属物质。
蜂窝状活性炭是一种新型环保活性炭废气净化产品，能有效降低异味和污染物，达到国家废气一级排放标准。本产品主要原料是采用，高级煤质活性炭粉、高碘值椰壳活性炭粉、超强脱色木质活性炭粉，目前国内市场大多数都是高级煤质活性炭粉制造成蜂窝形状的活性炭，所以被人们称为蜂窝状活性炭。
纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。
丁苯橡胶,由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶，其综合性能和化学稳定性较好，被广泛应用于电池行业的负极粘结剂。研究表明纳米级氧化锌比表面积大，活性更强，可以作为硫化活性剂等功能性添加剂，提高丁苯橡胶等橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用寿命；
目前市场在售的绝大多数车型所使用的车用空调滤清器对于小于等于0.3微米的颗粒物来说形同虚设，即使是一些高端品牌的车用空调滤清器经实际检测过滤效率也差强人意。由于活性炭过滤吸附材料不仅具有较好的过滤空气中PM颗粒的作用，而且还能起到除异味的作用，是效果比较好的空调滤芯材料，因此现在一般车内的空调滤芯都含有活性炭成分，但是能够替代活性炭成分的滤芯却几乎没有，这就制约空调滤芯行业的发展，并且，随着对污染的研究日益精细化，活性炭过滤吸附材料急需实现更佳的过滤效果来使得用户获得更为舒适车内环境、进而降低鼻、肺疾病，同时又能更好的保护车内空调系统。
中国专利：授权公告号为CN103432991A，公开日为2013 年12 月11 日的发明专利公开了一种纳米银蜂窝型净化活性炭及其制备方法，纳米银蜂窝型净化活性炭所使用的原料的重量配比是：化学活性炭32～38份、煤质颗粒活性炭25～30份、椰壳活性炭35～42份、纯度99％的纳米银4～6份、甲基纤维素1～2份、滑石粉1～2份。方法步骤有球磨、原料混合、搅拌均匀，制成产品料。再经真空泥练、挤压成型、晾干和烧结，制成。本发明能保证该活性炭具有良好的吸附污物的功能，还能对使人至病的微生物有良有的杀抑作用，适用于医院等环境中，还具有定型坚固，经久耐用，方法简单可行，治污成本低，低碳节能和治理效果好的优点。
中国专利：授权公告号为CN101857224A，公开日为2010 年10 月13 日的发明专利公开了一种酚醛树脂结合蜂窝状活性炭的制备方法，其特征在于：干粉混合，即以粉末状活性炭为主要原料,，通过添加辅助原料酚醛树脂和多孔粘土矿物粉料组成混合物，该混合物中粉末状活性炭、酚醛树脂粉末和多孔粘土矿物的质量比例分别为65～85％、2～15％以及0～25％，球磨该混合物制成粒度小于74微米的预混料；湿法混捏配制可塑性泥料，即将预混料、有机粘结剂、固化剂及水按照一定比例进行捏合制成成分均匀的塑性泥料，其中预混料和有机粘结剂的质量比为100∶10到100∶4，固化剂和酚醛树脂粉末的质量比为0∶100到12∶100，水和粉末状活性炭的质量比为90∶100到130∶100；真空练泥、挤出成型、干燥、固化处理以及二次热处理的步骤得到的蜂窝状活性炭，由于其酚醛树脂除发挥粘结作用提高了该活性炭的机械强度之外，还能显著提高蜂窝状活性炭的耐热性、耐水性；而添加多孔矿物更能够有效提高蜂窝状活性炭的机械强度和比表面积；该制备方法热处理温度比较低，生产能耗小，能够有效降低生产成本；且制备工艺及设备简单，生产投资比较小更进一步地降低了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，其保证车辆与外界空气循环的情况下阻挡外界的污染空气中的粉尘和细微颗粒物进入车内，从而有效过滤PM0.3、甲苯、甲醛等污染物进入车内，同时增强抗菌防霉的作用。
本发明的技术方案是这样实现的：一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，车内空气净化用材料由蜂窝状活性炭、骨架无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布组成，其特征在于其制备工艺，具体制备步骤如下：粘结剂为丁苯橡胶SBR，蜂窝状活性炭为竹炭，其炭层间掺杂抗菌剂，抗菌剂为纳米氧化锌；
先将抗菌剂与粘结剂混合，抗菌剂即纳米氧化锌占总质量的1~2%，粘结剂即丁苯橡胶SBR占总质量的1~10%，余者为活性炭，将上述材料混合，混合后加水，按质量比5：1加入超纯水,上述物质比例为抗菌剂：粘结剂：活性炭：水=1~2：1~10：98~88：500，加水后搅拌均匀得到混合液；然后将混合液均匀涂覆在骨架无纺布表面,涂覆厚度为1~2mm，经过辊压，压出表面水分即可，放入烘箱，烘干温度为80℃，烘干3小时取出，制成活性炭无纺布；再将制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
所述的蜂窝状活性炭可由竹炭替换成椰壳炭或麦秆炭。
本发明的积极效果是其不仅改善了活性炭过滤吸附材料的透气性、吸附性能以及抗菌性能，并且使活性炭在无纺布表面很好地固化形成吸附层，同时加强了材料本身的耐磨机械性能，成本低廉，易于加工。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出进一步的描述。
实施例1
本发明提供的一种车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，其原材料包括蜂窝状活性炭、无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布，采用上述原材料制作车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的方法包括如下步骤：
（1）将蜂窝状活性炭、纳米氧化锌和SBR以质量比96:1:3进行选材，之后将后两者混合后加入上述混合物质量5倍的超纯水后搅拌均匀，经过一小时后取出备用。
（2）将（1）制得的混合液均匀涂覆在骨架无纺布上(活性炭的涂覆量100g/m2)，之后通过一定力度的辊压使蜂窝状活性炭与无纺布层粘结牢固，后放入烘箱烘干（80℃），经过3小时后取出，可制得活性炭无纺布。
（3）将（2）制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
通过对（1）、（2）和（3）制得的蜂窝状活性炭过滤吸附材料进行测试，结果如下：本产品相较于目前市面上的活性炭过滤布，对于净化PM0.3有更好的效果，经现有技术方法检测，在吹风速度0.5m/s测试条件下，市面上其他产品对于PM0.3的过滤效率一般在20％左右，本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的过滤效率可以达到60%。本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，活性炭质量百分比达到50%，仍能保持良好的透气度，透气度在1700mm/s左右；此外，一般的活性炭过滤布并不具有灭菌的作用，本发明的空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料有很好的抗菌效果（尤其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌有特效），防霉效果为0级，为防霉最高等级。本发明产品相较同类产品拥有更好的耐磨机械性能。
实施例2
本发明提供的一种车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，其原材料包括蜂窝状活性炭、骨架无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布，采用上述原材料制作车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的方法包括如下步骤：
（1）将蜂窝状活性炭、纳米氧化锌和SBR以质量比92:2:6进行选材，之后将后两者混合后加入上述混合物质量5倍的超纯水后搅拌均匀，经过一小时左右后取出备用。
（2）将（1）制得的混合液均匀涂覆在骨架无纺布上(活性炭的涂覆量100g/m2)，之后通过一定力度的辊压使蜂窝状活性炭与无纺布层粘结牢固，后放入烘箱烘干（100℃），经过3小时后取出，可制得活性炭无纺布。
（3）将（2）制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
通过对上述步骤制得的蜂窝状活性炭过滤吸附材料进行测试，结果如下：本产品相较于目前市面上的活性炭过滤布，对于净化小于等于0.3微米的颗粒物有更好的效果，本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的过滤效率可以达到接近60%。本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料可以保持良好的透气度，透气度在1800mm/s左右；此外，一般的活性炭过滤布并不具有灭菌的作用，本发明的空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料有很好的抗菌效果（尤其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌有特效），防霉效果为0级，为防霉最高等级。本发明产品相较同类产品同时拥有更好的耐磨机械性能。
实施例3
本发明提供的一种车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，其原材料包括蜂窝状活性炭、骨架无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布，采用上述原材料制作车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的方法包括如下步骤：
（1）将蜂窝状活性炭、纳米氧化锌和SBR以质量比94:2:4进行选材配料，之后将后两者加入上述混合物质量5倍的超纯水后搅拌均匀，经过一小时后取出备用。
（2）将（1）制得的混合液均匀涂覆在骨架无纺布上(活性炭的涂覆量120g/m2)，之后通过一定力度的辊压使蜂窝状活性炭与无纺布层粘结牢固，后放入烘箱烘干（110℃），经过2小时后取出，可制得活性炭无纺布。
（3）将（2）制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
通过对以上步骤制得的蜂窝状活性炭过滤吸附材料进行测试，结果如下：经现有技术方法检测，在吹风速度0.5m/s测试条件下，过滤效率可以达到接近60%。本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，透气度在1800mm/s左右；此外，一般的活性炭过滤布并不具有灭菌的作用，本发明的空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料有很好的抗菌效果（尤其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌有特效），防霉效果为0级，为防霉最高等级。本发明产品相较同类产品拥有更好的耐磨机械性能。
实施例4
本发明提供的一种车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，其原材料包括蜂窝状活性炭、骨架无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布，采用上述原材料制作车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料的方法包括如下步骤：
（1）将蜂窝状活性炭、纳米氧化锌和SBR以质量比88:2:10进行选材配料，之后将后两者加入上述混合物质量5倍的超纯水后搅拌均匀，经过一小时后取出备用。
（2）将（1）制得的混合液均匀涂覆在骨架无纺布上(活性炭的涂覆量130g/m2)，之后通过一定力度的辊压使蜂窝状活性炭与无纺布层粘结牢固，后放入烘箱烘干（110℃），经过3小时后取出，可制得活性炭无纺布。
（3）将（2）制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
通过对以上步骤制得的蜂窝状活性炭过滤吸附材料进行测试，结果如下：经现有技术方法检测，在吹风速度0.5m/s测试条件下，过滤效率可以达到接近50%。本发明的车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料，透气度在1600mm/s以下；此外，一般的活性炭过滤布并不具有灭菌的作用，本发明的空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料有很好的抗菌效果（尤其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌有特效），防霉效果为0级，为防霉最高等级。本发明产品相较同类产品拥有更好的耐磨机械性能。

Claims (2)

1.一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，车内空气净化用材料由蜂窝状活性炭、骨架无纺布、抗菌剂、粘结剂和聚丙烯空气滤布组成，其特征在于其制备工艺，具体制备步骤如下：粘结剂为丁苯橡胶SBR，蜂窝状活性炭为竹炭，其炭层间掺杂抗菌剂，抗菌剂为纳米氧化锌；
先将抗菌剂与粘结剂混合，抗菌剂即纳米氧化锌占总质量的1~2%，粘结剂即丁苯橡胶SBR占总质量的1~10%，余者为活性炭，将上述材料混合，混合后加水，按质量比5：1加入超纯水,上述物质比例为抗菌剂：粘结剂：活性炭：水=1~2：1~10：98~88：500，加水后搅拌均匀得到混合液；然后将混合液均匀涂覆在骨架无纺布表面,涂覆厚度为1~2mm，经过辊压，压出表面水分即可，放入烘箱，烘干温度为80℃，烘干3小时取出，制成活性炭无纺布；再将制得的活性炭无纺布与聚丙烯空气滤布经过热合工艺复合，即制得车内空气净化用蜂窝状活性炭过滤吸附材料。
2.根据权利要求1中所述的一种含丁苯橡胶的车内空气净化用材料及其制备工艺，其特征在于所述的蜂窝状活性炭可由竹炭替换成椰壳炭或麦秆炭。
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