CN108355424A - 空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，该植物脂网膜海绵材料包括具有空气净化功能的空气净化植物脂胶、根据灰尘颗粒大小净化过滤选用20‑120目孔径海绵为骨架载体，原料以聚乳酸、蜂蜡、医用凡士林、甲基硅油、氯化钠、硫酸铵、棉纤维制备得到海绵植物脂网膜材料，吸湿性强，突破了使用600天效果正常的难题。关键解决了过滤后堆积存放的灰尘0.01微米、纳米级灰尘、发霉的霉菌不反弹，高放分解氧化甲醛，甲醛去除率为99.91%，PM2.5净化率99.98%，苯去除率为98.6%，杀灭金黄色葡萄球菌率99.18%，风阻低，不堵塞的特点，应用于各种空气净化过滤设备中使用，具有创造性、新颖性、实用性。

Description

空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，该植物脂网膜海绵材料主要应用于各种空气净化过滤设备中使用，属于环保材料领域。
背景技术
众所周知，市场上的空气净化滤网主要采取填装式或粘结式滤网，1、是填装式滤网是将造粒之后的净化颗粒填装到净化滤网中，这种滤网包含的净化颗粒多，然而由于滤网内部没有其他的支撑，颗粒之间互相堆积减小了其与空气的接触面积，导致其净化效率难以提高；2、是粘结式滤网是将净化材料粉末通过粘结剂粘合到滤网表面，其净化材料的负载量取决于滤网的孔径，其总体负载的净化材料量并不多，难以达到最佳的净化效果，且在使用的过程中，其表面的粉末净化材料易脱落，使用过程中存在安全隐患。3、是吸附法，即利用有吸附能力的多孔物质（如活性炭、HEPA高效滤网等）将污染物从气相中转移至吸附剂上，但该方法不能将污染物降解，且吸附剂吸附饱和后必须进行再处理才能继续使用；4、光触媒,负载量不多，导致其净化效率受到了限制，在该空气净化过滤网工作的过程中，覆盖在其网面上的净化材料容易脱落，存在着不安全的风险，且使得滤网的使用寿命不高。
目前有多种材料可以有效净化空气，主要有以吸附有害物质达到净化空气作用的活性炭材料，以光触媒催化的二氧化钛催化材料，还有低温催化分解有机物而达到净化作用的过度金属氧化物催化剂、稀土金属氧化物和贵金属材料等。这些净化材料的原始形态都是粉末材料，在粘结到多孔载体的孔道中后，容易造成孔道堵塞，另外细小的粉末颗粒容易被胶水包覆，而不能跟外界空气接触，导致无法达到净化空气的效果。现在还没有一种结构设计合理，净化效率高，风阻小，使用安全，加工方便的空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法。
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， 而提供一种结构设计合理，净化效率高，风阻小，使用安全，加工方便，具有除甲醛、除苯、防霉、杀菌、杀病毒的空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，该植物脂网膜海绵材料包括具有空气净化功能的空气净化植物脂胶、根据灰尘颗粒大小净化过滤选用20-120目孔径海绵为骨架载体、植物脂胶加热熔化、选定的海绵通过浸胶、海绵浸于植物脂胶液中的温度45-120℃、再放入加热甩干机中甩掉多余胶液、冷至窒温取出植物脂网膜海绵材料、植物脂胶均匀地分布在海绵的孔道周围上，既方便植物脂胶粘结到海绵孔道周围上，又不会堵塞海绵骨架载体的孔道，使得空气净化植物脂胶固定在海绵孔道周围，得到空气净化的海绵植物脂网膜材料;
所述制备方法的步骤如下：其特征在于：原料以重量份计算、聚乳酸2-16克、蜂蜡5-15克、医用凡士林3-21克、甲基硅油3-16克、氯化钠2-11克、硫酸铵3-10克、棉纤维1-6克。
最佳重量份，称取聚乳酸7克、蜂蜡8克、医用凡士林10克、甲基硅油9克、氯化钠3克、硫酸铵4克、棉纤维3克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀的胶液，将混合均匀的胶液冷却65℃，把40目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到海绵植物脂网膜材料，应用于各种空气净化过滤设备中使用。
一、空气净化的海绵植物脂网膜材料测试结果在不同时间对空气中甲醛、苯去除率的测试方法，实验环境如下：
甲醛、苯去除率测试：空间为33m3的房间，测试温度为22-24℃、相对湿度为44-50%；
实验材料：海绵植物脂网膜材料一块长宽高为20×20×5cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中。
检测仪器：甲醛分析仪、FIX550 型有毒有害气体检测仪；
检测方法：有效去除率的计算方法参照《消毒技术规范》。3小时后甲醛、苯去除率的对比结果记录在表1中。同时，对空气净化的海绵植物脂网膜材料在实验期间30分钟、1小时、2小时、3小时对甲醛、苯去除率分别记录在表1 中。
表1：空气净化的海绵植物脂网膜材料对空气中甲醛、笨的去除率；
表1：实验网不同时间对空气中甲醛、笨的去除率；
二、空气净化的海绵植物脂网膜材料对空气中自然菌的作用测试；
实验材料：海绵植物脂网膜材料一块长宽高为20×20×5cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中。
实验环境：空间为 31m3
测试温度为 21-25℃、相对湿度为 42-52%。
检测仪器：用 Andersen 型六级空气生物采样器采集空气中的自然菌。
检测方法：采样时，采样器置室内中央距地面1m高处。
开启机器进行计时，分别于15分钟、30分钟、1小时、2小时，用同方法分别采集空气中的有害菌。
所得结果的记录在表2。
表2：本发明空气净化的海绵植物脂网膜材料对空气中自然菌的作用结果
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、采用20-120目多孔海绵材料作为骨架载体，具有净化材料的负载量大，净化效率高，风阻低的特点。多孔海绵材料易加工成型且价格低廉。结合浸胶工艺，最大限度的扩大空气净化脂胶的负载面，同时又有效防止了脂胶堵塞孔道现象。结构设计合理，使用安全，加工方便，非常适合批量化的生产及大规模的应用。
2、多孔海绵材料具有孔道多、分布均匀且相互连通、脂胶相粘海绵、易于加工成型和成本低廉等特点。本发明在制备海绵植物脂网膜材料的过程中，首先将海绵浸渍到脂胶溶液中，使其内孔道中全部沾上脂胶,再通过甩干工艺，使得其内部均匀地沾上脂胶且不会由于脂胶太多而堵塞其内部的孔道；最后脂胶均匀地粘结海绵材料上，得到净化材料负载量大且风阻小的海绵植物脂网膜材料。
3、浸胶工艺是指在温度45-110℃条件下，将海绵骨架载体浸没到脂胶液态中，使得海绵骨架载体全部粘上脂胶。甩干机甩掉去除骨架载体上多余的脂胶，除去骨架载体内部孔道中多余的脂胶，以防止脂胶堵塞骨架载体内部的孔道。
4、本发明海绵植物脂网膜材料的脂胶吸湿性强，突破了使用600天效果正常的难题。关键解决了过滤后堆积存放的灰尘0.01微米、纳米级灰尘、发霉的霉菌不反弹，具有创造性、新颖性、实用性。
附图说明
图1是本发明实施例中空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法的海绵植物脂网膜材料结构示意图。
图2是本发明实施例中空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法的海绵沒有浸脂胶的结构示意图。
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
空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，该植物脂网膜海绵材料包括具有空气净化功能的空气净化植物脂胶、根据灰尘颗粒大小净化过滤选用20-120目孔径海绵为骨架载体、植物脂胶加热熔化、选定的海绵通过浸胶、海绵浸于植物脂胶液中的温度45-120℃、再放入加热甩干机中甩掉多余胶液、冷至窒温取出植物脂网膜海绵材料、植物脂胶均匀地分布在海绵的孔道周围上，既方便植物脂胶粘结到海绵孔道周围上，又不会堵塞海绵骨架载体的孔道，使得空气净化植物脂胶固定在海绵孔道周围，得到空气净化的海绵植物脂网膜材料;
所述制备方法的步骤如下：其特征在于：原料以重量份计算、聚乳酸2-16克、蜂蜡5-15克、医用凡士林3-21克、甲基硅油3-16克、氯化钠2-11克、硫酸铵3-10克、棉纤维1-6克。
最佳重量份，称取聚乳酸7克、蜂蜡8克、医用凡士林10克、甲基硅油9克、氯化钠3克、硫酸铵4克、棉纤维3克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀的胶液，将混合均匀的胶液冷却65℃把40目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到海绵植物脂网膜材料，应用于各种空气净化过滤设备中使用。
在上述制备的空气净化的海绵植物脂网膜材料，取出一块长宽高为20×20×1cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中，并将该空气净化器放入到5m3的测试仓内进行测试。
测试舱的两端分别与甲醇发生器及气相色谱仪相连接，将甲醇发生器中产生的甲醇输入至测试舱内直至舱内甲醇浓度为10mg/m3，开启其中的空气净化器进行空气净化性能测试，利用气相色谱仪在线检测测试舱内甲醇的浓度值，记录甲醇浓度随着时间的变化情况。检测结果表明，含有本实施例中制备而成的空气净化的海绵植物脂网膜材料的空气净化器1小时在室温条件下对5m3测试舱内浓度为10mg/m3的甲醇去除率为75.7%。PM2.5净化率92%。海绵植物脂网膜材料使用588天效果正常。
实施例2
空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，称取重量份聚乳酸16克、蜂蜡15克、医用凡士林21克、甲基硅油16克、氯化钠11克、硫酸铵10克、棉纤维6克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀胶液，将混合均匀胶液冷却100℃把55目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到空气净化的海绵植物脂网膜材料。
在上述制备的空气净化的海绵植物脂网膜材料，取出一块长宽高为20×20×1.5cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中，并将该空气净化器放入到5m3的测试仓内进行测试。
测试舱的两端分别与甲醇发生器及气相色谱仪相连接，将甲醇发生器中产生的甲醇输入至测试舱内直至舱内甲醇浓度为10mg/m3，开启其中的空气净化器进行空气净化性能测试，利用气相色谱仪在线检测测试舱内甲醇的浓度值，记录甲醇浓度随着时间的变化情况。检测结果表明，含有本实施例中制备而成的空气净化的海绵植物脂网膜材料的空气净化器1小时在室温条件下对5m3测试舱内浓度为10mg/m3的甲醇去除率为92.3%。PM2.5净化率97%。海绵植物脂网膜材料使用590天效果正常。
实施例3
空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，称取重量份聚乳酸2克、蜂蜡5克、医用凡士林3克、甲基硅油3克、氯化钠3克、硫酸铵3克、棉纤维1克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀胶液，将混合均匀胶液冷却95℃把80目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到海绵植物脂网膜材料，应用于各种空气净化过滤设备中使用。
在上述制备的空气净化的海绵植物脂网膜材料，取出一块长宽高为20×20×3cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中，并将该空气净化器放入到5m3的测试仓内进行测试。
测试舱的两端分别与甲醇发生器及气相色谱仪相连接，将甲醇发生器中产生的甲醇输入至测试舱内直至舱内甲醇浓度为10mg/m3，开启其中的空气净化器进行空气净化性能测试，利用气相色谱仪在线检测测试舱内甲醇的浓度值，记录甲醇浓度随着时间的变化情况。检测结果表明，含有本实施例中制备而成的空气净化的海绵植物脂网膜材料的空气净化器1小时在室温条件下对5m3测试舱内浓度为10mg/m3的甲醇去除率为99.91%。PM2.5净化率99.3%。海绵植物脂网膜材料使用600天效果正常。
实施例4
空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，称取重量份医用凡士林15克、聚乳酸10克、蜂蜡9克、甲基硅油10克、氯化钠7克、硫酸铵7克、棉纤维6克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀胶液，将混合均匀胶液冷却110℃把120目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到海绵植物脂网膜材料，应用于各种空气净化过滤设备中使用。
在上述制备的空气净化的海绵植物脂网膜材料，取出一块长宽高为20×20×5cm的海绵状空气净化滤网，安装到内腔刚好与之相匹配的空气净化器中，并将该空气净化器放入到5m3的测试仓内进行测试。
测试舱的两端分别与甲醇发生器及气相色谱仪相连接，将甲醇发生器中产生的甲醇输入至测试舱内直至舱内甲醇浓度为10mg/m3，开启其中的空气净化器进行空气净化性能测试，利用气相色谱仪在线检测测试舱内甲醇的浓度值，记录甲醇浓度随着时间的变化情况。检测结果表明，含有本实施例中制备而成的空气净化的海绵植物脂网膜材料的空气净化器1小时在室温条件下对5m3测试舱内浓度为10mg/m3的甲醇去除率为99.96%。PM2.5净化率99.98%。海绵植物脂网膜材料使用600天效果正常。

Claims (2)

1.一种空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，该植物脂网膜海绵材料包括具有空气净化功能的空气净化植物脂胶、根据灰尘颗粒大小净化过滤选用20-120目孔径海绵为骨架载体、植物脂胶加热熔化、选定的海绵浸胶、海绵浸于植物脂胶液中的温度45-120℃、再放入加热甩干机中甩掉多余胶液、冷至窒温取出植物脂网膜海绵材料、植物脂胶均匀地分布在海绵的孔道周围上，既方便植物脂胶粘结到海绵孔道周围上，又不会堵塞海绵骨架载体的孔道，使得空气净化植物脂胶固定在海绵孔道周围，得到空气净化的海绵植物脂网膜材料;
所述制备方法的步骤如下，原料以重量份计算、聚乳酸2-16克、蜂蜡5-15克、医用凡士林3-21克、甲基硅油3-16克、氯化钠2-11克、硫酸铵3-10克、棉纤维1-6克。
2.根据权利要求1所述的空气净化的海绵植物脂网膜材料及其制备方法，其特征在于，称取重量份聚乳酸7克、蜂蜡8克、医用凡士林10克、甲基硅油9克、氯化钠3克、硫酸铵4克、棉纤维3克一起放入锅中，采用甲基硅油作油浴，在157～196℃温度下,1300～1400rpm下搅拌1～2min，使聚合物与聚乳酸、蜂蜡混合均匀的胶液，将混合均匀的胶液冷却65℃把40目海绵浸于混合均匀胶液中1分钟，再放入加热甩干机中甩干，得到海绵植物脂网膜材料，应用于空气净化过滤设备中使用。
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