CN108367987A - 复合材料在结构材料中的用途、结构材料和净化空气的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及复合材料在结构材料或装饰性物体中的用途、包含复合材料的结构材料或装饰性物体、净化空气的方法以及制造能净化空气的结构材料或装饰性物体的工艺。

Description

复合材料在结构材料中的用途、结构材料和净化空气的方法
本申请要求EP 15188757.7号欧洲申请的优先权，出于所有的目的，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及复合材料作为结构材料的组分或装饰性物体的组分用于减少气相中的气味和/或有害物质的用途、包含复合材料的结构材料或装饰性物体、净化空气的方法以及制造能净化空气的结构材料或装饰性物体的工艺。
空气质量，尤其是住宅建筑物，还有公共建筑物、工业厂房以及密闭空间(例如车辆)中的空气质量对于确保人类和动物不会受到不利影响十分重要。在构造建筑物或车辆中所用的许多材料可以将气味和/或有害物质排放到气相中，特别是在建筑或车辆的构造刚刚完成时。所释放的物质的实例为甲醛、乙醛、苯、氯仿以及其他有机物。在其他情况下，建筑物中的活动比如化学工艺、膳食准备或吸烟将新的不受欢迎的气味和/或有害化学物质带入到气相中。有时，气味和/或有害物质通过变质过程释放到气相中，诸如由于混凝土的碱性环境从混凝土中包括的铵盐释放氨气。结构材料的霉菌形成或细菌定殖可以散发出其他不受欢迎的气味。
CN 102345249A公开了具有空气净化功能的光催化壁纸。光催化剂依赖于所存在的正确波长的光，可以分解它们的基材(例如，壁纸)且还可能受限于应用于其基材的制剂。
本发明的一个目的是提供复合材料在结构材料或装饰性物体中的用途，该复合材料包括至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐以及活性炭构成的组中的至少一种化合物(C)。通过以这种方式使用复合材料，建筑物和密闭空间中的空气质量能得到改善，并且对人类和动物的不利影响得以减少或消除。另一方面，本发明涉及一种通过将结构材料或装饰性物体应用于物体特别是建筑物或车辆来净化空气的方法，该结构材料或装饰性物体包含如上文所限定的至少一种复合材料。本发明的又一方面是提供一种通过将如上文所限定的至少一种复合材料掺入到结构材料或装饰性物体中来制造能净化空气的结构材料或装饰性物体的工艺。
惊奇地发现，当配制入结构材料或装饰性物体时，使用如下文所限定的复合材料能有效地减少气相中的气味和/或有害物质，同时显示出良好的性能。该效果与例如光无关(与光催化剂相反)，由于复合材料的细孔，当复合材料被配制入结构材料的较深层，或者以例如涂料制剂应用到结构材料上时也可以实现该效果。包含在复合材料中的聚合物是无害的，且大多是可降解的，这对于结构材料的可持续处理或回收很重要。复合材料通常能很好地适应于给定结构材料的应用，而不会对结构材料的性能产生不利影响。本发明的复合材料的使用使化合物C得以有效地掺入结构材料中，而当单独混入化合物C时，可能出现制剂和除尘问题。
在本说明书中，复数形式和单数形式可互换使用。因此，应当理解，除非本文另外指出或者明显地与上下文矛盾，复数形式也包括单数形式，反之亦然。
在本申请的上下文中，“复合材料”是指包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐以及活性炭构成的组中的至少一种化合物(C)的材料。
在本申请中，术语“结构材料”是指任何可以用于构造建筑物或密闭空间(例如车辆)的材料，诸如木材、木材复合物、混凝土、砂浆、砖、石膏、塑料材料、壁纸(包括所有纸张)、布料、用于墙壁装饰材料的塑料或复合物、涂料、漆以及粘合剂。优选的结构材料是涂料和壁纸。术语“装饰性物体”旨在表示任何常用于装饰特别是住宅装饰的物体，诸如画报、油画、灯罩或家具。
本发明使用的复合材料有利地是多孔的。复合材料具有至少100μm的数量中值粒度和由直径范围在3.6至1000nm的孔构成的至少0.2cm3/g的孔体积(Vd1)。本申请所使用的复合材料通常具有等于或大于100μm或者优选200μm的中值粒度。另一方面，中值粒度为至少150μm，特别是至少250μm。其中值粒度通常等于或小于2000μm，优选等于或小于1000μm。在一些方面，大于250μm，或者等于或大于300μm或者甚至400μm的中值粒度已被证明是有利的。在一些特定实施方式中，数量中值粒度等于或大于100μm且等于或小于2000μm，等于或大于100μm且等于或小于1000μm，等于或大于200μm且等于或小于1000μm，等于或大于200μm且等于或小于900μm，等于或大于200μm且等于或小于1500μm，等于或大于200μm且等于或小于800μm，等于或大于300μm且等于或小于2000μm，等于或大于300μm且等于或小于1000μm，等于或大于400μm且等于或小于2000μm，等于或大于400μm且等于或小于1000μm，等于或大于400μm且等于或小于800μm，等于或大于450μm且等于或小于1200μm，等于或大于450μm且等于或小于1000μm，等于或大于400μm且等于或小于800μm，等于或大于500μm且等于或小于1000μm，等于或大于540μm且等于或小于900μm，等于或大于500μm且等于或小于800μm，等于或大于540μm且等于或小于800μm，等于或大于600μm且等于或小于1000μm，等于或大于150μm且等于或小于1000μm，等于或大于150μm且等于或小于2000μm，等于或大于250μm且等于或小于1000μm，等于或大于250μm且等于或小于1500μm，等于或大于250μm且等于或小于950μm，以及等于或大于600μm且等于或小于900μm经常得到良好的结果。中值粒度(D50初始)通过激光散射例如使用MALVER NMASTERSIZER2000粒度分析仪(来自Malvern仪器公司)按照标准NFX11-666，在不存在超声波和分散剂的情况下来测量，测量液体为脱气脱盐水(将2g样品在磁力搅拌下分散在50ml水中)，测量时间为5秒。保留的值是对相同样品连续进行三次测量的平均值。通过压汞法(例如，Autopore MICRO MERITICS 9520孔隙度仪)测量孔的孔体积和直径；对于这些测量，可以如下进行各样品的制备：将各样品首先在90℃下在大气压下干燥2小时，然后在这种干燥后5分钟内放在试验容器中，并例如使用真空泵在真空下脱气；取样0.22克(±0.01克)；使用10号针入度测定计。通过WASHBURN方程式来计算孔径，其中接触角θ＝140°，表面张力γ等于484达因/厘米。在本文中，直径在3.6与1000nm之间的孔不予考虑。由直径在3.6至1000nm范围内的孔构成的孔体积(颗粒内孔体积Vd1)通常等于或大于0.2cm3/g或者甚至0.3cm3/g，其中cm3/g是指每克复合材料的立方厘米数。另一方面，Vd1等于或大于0.4cm3/g。通常，Vd1等于或小于3.0cm3/g。也就是说，孔体积被定义为由直径在3.6与1000nm之间的孔而累计。孔体积(Vd1)通常为至少0.3cm3/g(例如，在0.3与3.0cm3/g之间)，优选(尤其是在化合物(C)是活性炭的情况下)至少0.4cm3/g，特别是在0.4与3.0cm3/g之间，例如在0.4与2.0cm3/g之间，甚至在0.45与1.5cm3/g之间。尤其是在化合物(C)是二氧化硅(优选为沉淀二氧化硅)的情况下，本发明的复合材料的孔体积(Vd1)可以是至少0.5cm3/g，特别是在0.5与3.0cm3/g之间，例如在0.5与2.0cm3/g之间，甚至在0.55与1.5cm3/g之间。更优选地，其孔体积(Vd1)为至少0.7cm3/g，特别是在0.7与3.0cm3/g之间，尤其是在0.7与2.0cm3/g之间，例如在0.75与1.5cm3/g之间。
在另一实施方式中，孔体积(Vd1)通常为至少0.5cm3/g，特别是在0.5与3.0cm3/g之间，例如在0.5与2.5cm3/g之间，甚至在0.5与2.0cm3/g之间。特别是在化合物(C)是二氧化硅(优选为沉淀二氧化硅)的情况下，本发明的复合材料的孔体积(Vd1)可以是至少0.6cm3/g，特别是在0.6与3.0cm3/g之间，优选在0.6与2.0cm3/g之间，例如在0.7与1.5cm3/g之间，甚至在0.7与1.4cm3/g之间。更优选地，其孔体积(Vd1)为至少0.8cm3/g，特别是在0.8与3.0cm3/g之间，尤其是在0.8与2.0cm3/g之间，例如在0.9与1.4cm3/g之间。
本发明所用的复合材料优选在其处理工艺中不会产生粉尘。
本发明所用的复合材料，尤其当化合物(C)是二氧化硅(特别是沉淀二氧化硅)时，对于直径在3.6与1000nm之间的孔而言，具有的平均孔直径可以大于11nm(例如，在11(不包括)与100nm之间或者在11(不包括)与50nm之间)，优选至少11.5nm，例如在11.5与100nm之间；其可以在11.5与50nm之间，特别是在11.5与40nm之间，尤其在12与40nm之间，例如在12与25nm之间或在12与17nm之间；其还可以在13与40nm之间，特别是在13与25nm之间，例如在13.5与25nm之间，甚至在13.5与17nm之间变化。
在另一实施方式中，本发明所用的复合材料，尤其当化合物(C)是二氧化硅(特别是沉淀二氧化硅)时，对于直径在3.6与1000nm之间的孔而言，具有的平均孔直径可以是至少9nm(例如，在9与100nm之间或者在9与50nm之间)，优选大于11nm(例如，在11(不包括)与100nm之间或者在11(不包括)与50nm之间)，尤其为至少12nm，例如在12与100nm之间；其可以在12与50nm之间，特别是在12与25nm之间或在12与18nm之间；其还可以在13与25nm之间，例如13与18nm之间变化。
本发明所用的复合材料(其有利地呈固体形式)通常具有至少50m2/g的BET比表面积。通常，其BET比表面积为至多1300m2/g，特别为至多1200m2/g，尤其为至多1000m2/g，例如至多900m2/g，甚至至多700m2/g(每克复合材料的平方米数)。
在另一实施方式中，本发明所用的复合材料(其有利地呈固体形式)通常具有至少50m2/g的BET比表面积。通常，其BET比表面积为至多1300m2/g，特别为至多1200m2/g，尤其为至多1000m2/g，例如至多900m2/g，甚至至多700m2/g(每克复合材料的平方米数)。其可以小于400m2/g。
BET比表面积是根据"The Journal of the American Chemical Society"(《美国化学学会期刊》)第60卷第309页(1938年2月)中描述的Brunauer-Emmett-Teller方法并对应于标准NF ISO 9277(1996年12月)进行确定。本发明的复合材料的BET比表面积可以是至少100m2/g，通常为至少160m2/g，优选为至少200m2/g(例如，大于300m2/g)；其可以在250与1300m2/g之间，特别是在280与1200m2/g之间，例如在280与800m2/g之间。其还可以在320与1000m2/g之间，特别是在320与900m2/g之间，尤其是在320与700m2/g之间，甚至在320与600m2/g之间。例如，在化合物(C)是二氧化硅特别是沉淀二氧化硅的情况下，本发明的复合材料的BET比表面积可以在250与800m2/g之间，尤其在250与600m2/g之间；例如，在化合物(C)是活性炭的情况下，其可以在400与1300m2/g之间，尤其是在400与1000m2/g之间。
在另一实施方式中，本发明所用的复合材料的BET比表面积可以是至少100m2/g，通常为至少160m2/g，优选为至少200m2/g(例如，至少210m2/g)；其可以在200与1300m2/g之间，尤其在200与1000m2/g之间，例如在200与800m2/g之间，甚至在200与700m2/g之间或210与650m2/g之间。尤其是，在化合物(C)是二氧化硅特别是沉淀二氧化硅的情况下，本发明的复合材料的BET比表面积可以在200与600m2/g之间，特别是在200与500m2/g之间；例如，在210与400m2/g之间，或者在210与300m2/g之间。
本发明所用的复合材料的比表面积基本上随着复合材料内化合物(C)的比表面积、其化合物(C)含量以及化合物(C)的表面可及性而变化，其赋予聚合物(P)多孔性。优选地，本发明的复合材料保留化合物(C)比表面积的大部分(例如，至少60％)，特别是当聚合物(P)是醋酸纤维素时，尤其在化合物(C)是活性炭和/或尤其为二氧化硅(优选为沉淀二氧化硅)的情况下。
根据一个特定实施方式，当化合物(C)是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)和/或活性炭时，本发明所用的复合材料的中值粒度为至少300微米(且例如至多2000微米)，尤其是在400与1000微米之间，例如在500与1000微米之间，其BET比表面积大于300m2/g(且例如至多1200m2/g)，特别是在320与900m2/g之间，尤其是在320与700m2/g之间，例如在320与500m2/g之间，甚至在340与430m2/g之间。
根据另一个特定实施方式，当化合物(C)是二氧化硅(优选沉淀二氧化硅)和/或活性炭时，本发明的复合材料的数量中值粒度(D50n(o))为至少400微米(且例如至多2000微米)，尤其是在400与1000微米之间，例如在500与800微米之间，其BET比表面积为至少200m2/g(且例如至多1000m2/g)，优选在200与800m2/g之间，特别是在200与600m2/g之间，尤其是在200与500m2/g之间，例如在200与400m2/g之间，甚至在210与400m2/g之间或在210与300m2/g之间。
通常，本发明所用的复合材料的聚合物(P)含量按重量计在10％与95％之间，优选在15％与45％之间，并且其化合物(C)含量按重量计在5％与90％之间，优选在55％与85％之间。
本发明所用的复合材料还可以包含增塑剂。
本发明所用的复合材料可以特别地呈挤出物的形式，例如呈圆柱形形式，或者优选地呈颗粒状形式，特别是接近球形的颗粒。
本发明所用的复合材料可以例如根据US2011011414中的实施例1和2或者US20100043813中的实施例1至4来生产。
本发明所用的复合材料中所包含的聚合物(P)有利地是多孔聚合物。聚合物(P)通常选自以下聚合物：纤维素及其衍生物(特别是醋酸纤维素)、淀粉及其衍生物、藻酸盐及其衍生物、聚乙烯、瓜尔胶及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物。聚合物(P)可以是例如下列聚合物之一：纤维素、醋酸纤维素、硫酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、阿拉伯胶、琼脂、藻酸、藻酸钠、藻酸钾、藻酸钙、黄蓍胶、瓜尔胶、角豆胶、聚醋酸乙烯酯(可以是水解的)、聚醋酸乙烯酯与脂肪族羧酸的乙烯酯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯、乙烯与饱和脂肪族羧酸的乙烯酯的共聚物以及水合聚环戊二烯。特别是，聚合物(P)可以是纤维素或其衍生物之一(其中包括醋酸纤维素或硫酸纤维素)、聚乙烯、阿拉伯胶或聚乙烯醇。更具体地，聚合物(P)可以是纤维素的衍生物(例如，醋酸纤维素、硫酸纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素或羧甲基纤维素)。最优选地，聚合物(P)是醋酸纤维素。
本发明所用的复合材料中所包含的化合物(C)通常是吸附剂和/或催化剂载体。化合物(C)可以是矿物氧化物，诸如，特别是二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铝硅酸盐或铈氧化物。在另一方面，化合物(C)可以是活性炭(具体地，椰壳活性炭)。通常，化合物(C)选自二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、铝硅酸盐以及活性炭，例如合成的无定形二氧化硅。这可以是煅制氧化硅、胶态氧化硅、硅胶、沉淀二氧化硅或它们的混合物之一。根据本发明的优选变形，化合物(C)是沉淀二氧化硅。这可以通过利用酸化剂(例如，硫酸)使硅酸盐(诸如碱金属硅酸盐(例如，硅酸钠))沉淀而生成沉淀二氧化硅悬浮液的反应，然后通常分离(具体是过滤(产生滤饼))所得到的沉淀二氧化硅，并最后干燥(通常通过喷雾干燥)进行制备；任何方法可以用于制备沉淀二氧化硅：尤其是，将酸化剂添加到硅酸盐储液，将酸化剂和硅酸盐全部或部分地同时添加到水和硅酸盐的储液。根据本发明的另一个优选变形，化合物(C)是活性炭。根据本发明的另一优选实施方式，使用化合物(C)的混合物，特别是沉淀二氧化硅和活性炭的混合物。本发明所用的复合材料中所包含的化合物(C)有利地具有较高的比表面积。具体在沉淀二氧化硅和/或活性炭的情况下，其BET比表面积通常为至少100m2/g，优选为至少200m2/g，特别是大于450m2/g。化合物(C)的中值粒度通常为至少0.5μm，特别是在0.5与100μm之间。当化合物(C)是沉淀二氧化硅时，该粒度更特别地优选在0.5与50μm之间，尤其是在0.5与20μm之间，例如在2与15μm之间。当化合物(C)是活性炭(特别是椰壳活性炭)时，该粒度更特别地优选在1与80μm之间，尤其是在2与70μm之间。特别是当化合物(C)为二氧化硅(尤其是沉淀二氧化硅)时，本发明所用的复合材料中所包含的化合物(C)的DOP吸油率优选小于260ml/100g，尤其是小于240ml/100g，例如小于225ml/100g。其DOP吸油率可以小于210ml/100g，甚至205ml/100g。其DOP吸油率可以是至少80ml/100g，尤其是大于145ml/100g，例如大于180ml/100g。根据标准ISO 787/5使用邻苯二甲酸二辛酯确定DOP吸油率(在化合物(C)原样上进行该测量)。本申请所用的复合材料中所包含的化合物(C)的CTAB比表面积(根据标准NF T45007(1987年11月)确定的外表面积)，特别是当其是二氧化硅(尤其是沉淀二氧化硅)和/或活性炭时，通常大于280m2/g，尤其是大于300m2/g，特别是大于330m2/g，例如大于350m2/g；其可以小于450m2/g。尤其可使用的一种特定的沉淀二氧化硅具有
·小于260ml/100g，尤其是小于240ml/100g，特别是小于225ml/100g的DOP吸油率；
·由直径小于25nm的孔形成的大于0.8ml/g，尤其是大于0.9ml/g，例如为至少0.95ml/g的孔体积(Vd25)(通过Barett、Joyner和Halenda的方法确定的孔体积，该方法被称作BJH法，由F.Rouquerol，L.Luciani，P.Llewwellyn，R.Denoyel和J.Rouquerol在“LesTechniques de I'lngenieur”(2001年9月)中特别进行了描述)；
·大于280m2/g，尤其是大于300m2/g，特别是大于330m2/g，例如大于350m2/g的CTAB比表面积；以及
·优选地，大于450m2/g，例如大于510m2/g的BET比表面积。
对于直径小于25nm的孔，这种特定的沉淀二氧化硅可以具有在按体积计的孔尺寸分布的最大值处获取的小于12.0nm，特别是小于8.0nm(Barett、Joyner和Halenda的方法)的孔直径(dp)。其可以通过US2010043813中描述的方法来制备。
特别是当化合物(C)是沉淀二氧化硅时，本发明所用的复合材料中所包含的化合物(C)颗粒的表面可以首先被官能化，尤其是通过接枝或吸收有机分子，包含例如至少一个氨基、苯基、烷基、氰基、腈、烷氧基、羟基、酰胺、硫代基和/或卤素官能团。
本发明所用的复合材料中所包含的聚合物(P)和化合物(C)的比例取决于最终的复合材料中所需的比例，通常使得复合材料的聚合物(P)含量按重量计在10％与95％之间，优选在15％与45％之间，并且化合物(C)含量按重量计在5％与90％之间，优选在55％与85％之间。
通常，复合材料被应用到结构材料或装饰性物体表面的至少一部分。例如，它可以通过与被应用于壁纸的涂料或粘合剂共同配制，或者通过将涂料或粘合剂应用于壁纸随后干燥应用到壁纸上的涂料或粘合剂层的湿表面而被应用于壁纸。在另一方面，复合材料被配制入结构材料的次表层中，例如通过将复合材料配制入湿的或糊状混凝土、砖或砂浆前体中。
通常，复合材料被应用到结构材料或装饰性物体表面的至少一部分。例如，它可以通过与被应用于壁纸的涂料或粘合剂共同配制，或者通过将涂料或粘合剂应用于壁纸随后干燥应用到壁纸上的涂料或粘合剂层的湿表面而被应用于壁纸。在另一方面，复合材料被配制入结构材料的次表层中，例如通过将复合材料配制入湿的或糊状混凝土、砖或砂浆前体中。
因此，本发明还涉及包含复合材料的结构材料或装饰性物体，该复合材料包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭构成的组的至少一种化合物(C)。结构材料或装饰性物体可以通过将复合材料应用于结构材料或装饰性物体的表面(例如在应用到该表面的粘合剂层上，在该表面上的湿涂料或漆层上)，或者通过将复合材料与待应用于结构材料或装饰性物体表面的塑料、漆或涂料共同配制进行制造。另一方面，将复合材料与结构材料或装饰性物体的前体(例如，糊状混凝土前体，干涂料预混或湿砖前体)混合，将复合材料与前体的所得混合物进一步制造成在整个结构材料或装饰性物体中包含复合材料的结构材料或装饰性物体；因此，复合材料也被包含在结构材料或装饰性物体的次表面层中。
一方面，将包含至少一种聚合物(P)和至少一种化合物(C)的复合材料作为结构材料部件(例如，刨花板)中的层而掺入。
在本发明的一个实施方式中，包含至少一种聚合物(P)和至少一种化合物(C)的复合材料可以用于在车辆中净化空气，其中复合材料以可渗透包装(诸如织物包装或可渗透容器，例如筒)被提供给车辆。在一方面，包含至少一种聚合物(P)和至少一种化合物(C)的经包装的复合材料可以与通风系统组合使用，以便增强复合材料的效率。复合材料可以与其他助剂例如空气干燥剂组合在包装中。这种包含至少一种聚合物(P)和至少一种化合物(C)的经包装的复合材料(任选地与其他助剂例如空气干燥剂组合)可以用于在建筑物中净化空气。
本发明进一步涉及净化空气的方法，该方法通过将包含至少一种复合材料的结构材料或装饰性物体应用于物体(特别是建筑物或车辆)而从空气除去气味或有害气态物质(特别是如上文上述的，例如甲醛、乙醛、苯、氯仿以及其他有机物)进行，该复合材料包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭构成的组的至少一种化合物(C)。
本发明的另一个目的是制造能通过从空气中除去气味或有害气态物质而净化空气的结构材料或装饰性物体的工艺，该工艺通过将包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭构成的组的至少一种化合物(C)的至少一种复合材料掺入到结构材料或装饰性物体中进行。一方面，该工艺包括将复合材料应用于结构材料或装饰性物体的表面的步骤，例如应用到应用于该的粘合剂层上，应用到在该表面上的湿涂料或漆层上，或者通过将复合材料与待应用于结构材料或装饰性物体表面的塑料、漆或涂料共同配制。从而，结构材料或装饰性物体的表面的至少一部分涂覆有至少一种复合材料。另一方面，该工艺包括步骤，其中将复合材料与结构材料或装饰性物体的前体(例如，糊状混凝土前体，干涂料预混或湿砖前体)混合，将复合材料与前体的所得混合物进一步制造成结构材料或装饰性物体，在整个该结构材料或装饰性物体中包含复合材料；因此，复合材料也被包含在结构材料或装饰性物体的次表面层中。
随后的实施例旨在说明本发明而不限制其范围。
如果通过引用并入本文中的任何专利、专利申请和出版物的公开内容与本申请的描述相抵触，以致可能使术语不明确，则应以本说明书为准。
实施例
实施例1
将10g的Rhodia FilterSorbTM与100mL的聚苯乙烯珠子(perl)(例如，TheralineEPS珠子，直径0.5至1.5mm)混合，并放入到透气性聚酯织物的袋中。将该袋放置在约5升体积的封闭玻璃测试箱中。将0.15g/m3甲醛掺加到玻璃箱中的空气中。GC测量显示约8小时后空气中的甲醛浓度显著减小直至从气相中除去几乎所有甲醛。
实施例2
重复实施例1，但Rhodia FilterSorbTM/聚苯乙烯珠子混合物被放入袋中进入到与玻璃箱中的通风器连接的筒中，使得玻璃箱中的空气被迫通过筒。空气中甲醛的减少显著快于实施例1。
实施例3
通过将木材颗粒与基于氨基甲醛的树脂混合，形成层，添加其中木材颗粒、玉米粒和Rhodia FilterSorbTM与基于氨基甲醛的树脂混合的另一层，以及添加包含木材颗粒与基于氨基甲醛的树脂的最后层，根据标准技术制造了刨花板。然后在常规条件下压缩刨花板，例如通过施加2MPa和140℃。然后此刨花板的片块接受如实施例1和2中所应用的顶部空间监测，并与由相同方法制造但不含Rhodia FilterSorbTM的刨花板进行比较。与不含RhodiaFilterSorbTM的刨花板相比，包含Rhodia FilterSorbTM的刨花板显示出顶部空间中显著减少的甲醛量。
实施例4
将Rhodia FilterSorbTM以5w％的载量添加到商品化的分散性涂料并应用于壁纸片。干燥后，切下10cm x 10cm的片块，并如实施例1一样放置到玻璃箱中。将0.15g/m3甲醛掺加到空气中。GC测量显示约24小时后空气中的甲醛浓度显著减小。使用没有RhodiaFilterSorbTM的分散性涂料，没有在壁纸样品中观察到甲醛的减少。

Claims (15)

1.一种复合材料的用途，所述复合材料包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐以及活性炭构成的组中的至少一种化合物(C)，所述复合材料作为结构材料或装饰性物体的成分用于减少气相中的气味和/或有害物质。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述复合材料具有至少100μm的数量中值粒度和由直径范围在3.6至1000nm的孔构成的至少0.2cm3/g的孔体积(Vd1)。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述至少一种聚合物(P)选自由纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、藻酸盐或藻酸盐衍生物、聚乙烯、瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、聚乙烯醇以及聚乙烯醇的衍生物构成的组，优选其中所述至少一种聚合物(P)是醋酸纤维素。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用途，其中所述至少一种化合物(C)选自由二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、铝硅酸盐以及活性炭构成的组，优选其中所述至少一种化合物(C)包括沉淀二氧化硅、活性炭，或者沉淀二氧化硅与活性炭两者。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用途，其中所述复合材料具有至少200μm的中值粒度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用途，其中所述复合材料具有由直径范围在3.6至1000nm的孔构成的至少0.2cm3/g的孔体积(Vd1)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用途，其中对于直径范围在3.6至1000nm的孔而言，所述复合材料具有大于9nm的平均孔直径。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的用途，其中所述复合材料具有至少50m2/g的BET比表面积。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用途，其中所述复合材料具有含量为10％至95％的聚合物(P)以及含量为5％至90％的化合物(C)。
10.一种包含复合材料的结构材料或装饰性物体，所述复合材料包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐以及活性炭构成的组中的至少一种化合物(C)。
11.根据权利要求10所述的结构材料或装饰性物体，其中所述复合材料具有至少100μm的数量中值粒度和由直径范围在3.6至1000nm的孔构成的至少0.2cm3/g的孔体积(Vd1)。
12.根据权利要求10或11所述的结构材料或装饰性物体，其中所述至少一种聚合物(P)选自由纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、藻酸盐或藻酸盐衍生物、聚乙烯、瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、聚乙烯醇以及聚乙烯醇的衍生物构成的组，优选其中所述至少一种聚合物(P)是醋酸纤维素。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的结构材料或装饰性物体，其中所述至少一种化合物(C)选自由二氧化硅、氧化铝、锆氧化物、钛氧化物、铁氧化物、铈氧化物、铝硅酸盐以及活性炭构成的组，优选其中所述至少一种化合物(C)包括沉淀二氧化硅、活性炭，或者沉淀二氧化硅与活性炭两者。
14.一种净化空气的方法，所述方法通过将包含至少一种复合材料的结构材料或装饰性物体应用于物体特别是建筑物或车辆而从空气中除去气味或有害气态物质，所述至少一种复合材料包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭构成的组的至少一种化合物(C)。
15.一种制造能通过从空气中除去气味或有害气态物质而净化空气的结构材料或装饰性物体的工艺，该工艺通过将包含至少一种聚合物(P)和选自由矿物氧化物、硅铝酸盐和活性炭构成的组的至少一种化合物(C)的至少一种复合材料掺入到所述结构材料或实施装饰性物体中进行。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102588104B1 (ko) * 2021-06-11 2023-10-12 동의대학교 산학협력단 라돈방출저감용 활성탄보드 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101583417A (zh) * 2006-09-13 2009-11-18 罗地亚管理公司 高内聚复合材料、其制备方法及用途，尤其是在香烟过滤嘴中的用途
CN101959433A (zh) * 2008-03-14 2011-01-26 罗地亚管理公司 高度内聚性复合材料、制备方法以及尤其在卷烟过滤嘴中的用途
CN102516695A (zh) * 2011-12-08 2012-06-27 天津大学 一种用于净化空气和调节湿度的功能材料及其制备方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2771021A (en) * 1953-10-16 1956-11-20 Georgia Pacific Plywood Compan Door with built-in deodorizer
JP3342905B2 (ja) * 1992-12-03 2002-11-11 水澤化学工業株式会社 多孔質球状ケイ酸塩粒子、その製造方法及びその用途
US5595813A (en) * 1992-09-22 1997-01-21 Takenaka Corporation Architectural material using metal oxide exhibiting photocatalytic activity
US5603927A (en) * 1992-12-08 1997-02-18 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Material for removing offensive odor
KR100452034B1 (ko) * 1996-06-11 2004-12-03 도레이 가부시끼가이샤 제취성섬유재료및그제조방법
JPH11169724A (ja) * 1997-12-17 1999-06-29 San Techno:Kk 抗菌作用を有する複合粒子材料
JP4018284B2 (ja) * 1998-02-25 2007-12-05 レンゴー株式会社 無機多孔結晶−親水性高分子複合体を含有する組成物およびその成型物
EP1081181A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-07 Westvaco Corporation Method for making odor sorbing packaging material
JP2001219061A (ja) * 2000-02-10 2001-08-14 Katsuaki Tanaka 多孔性吸収材およびその製造方法
US6702875B2 (en) * 2001-09-21 2004-03-09 University Of Kentucky Research Foundation Carbon fiber filters for air filtration
JP2003138201A (ja) * 2001-10-31 2003-05-14 Hironobu Miura 建物の浄化塗材及び浄化塗着工法
US7201841B2 (en) * 2003-02-05 2007-04-10 Water Visions International, Inc. Composite materials for fluid treatment
JP3720336B2 (ja) * 2003-04-30 2005-11-24 住江織物株式会社 消臭材及びその製造方法
DE102004048651A1 (de) * 2004-10-06 2006-04-13 Rhodia Acetow Gmbh Tabakrauchfilter oder -filterelemente mit einem Gehalt an Zusatzstoffen
JP4810678B2 (ja) * 2005-09-01 2011-11-09 国立大学法人九州工業大学 光触媒の製造方法、光触媒の使用方法及び有害物質の分解方法
EP1939243A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-02 Borealis Technology Oy Activated carbon as a means to reduce taste and odour from plastic materials
DE102007027026A1 (de) * 2007-06-08 2008-12-11 BLüCHER GMBH Mattenförmiges Schaumstoffmaterial zur Luftreinigung und/oder Luftfiltration
US20090246439A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 3M Innovative Properties Company Decorative sheet
CN102345249B (zh) 2010-08-06 2015-06-03 范晓星 光催化室内空气净化壁纸
JP6021920B2 (ja) * 2011-08-31 2016-11-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 耐擦り傷性を有する臭気吸収フィルム
JP2012066085A (ja) * 2011-10-04 2012-04-05 Kobayashi Pharmaceutical Co Ltd 消臭剤
JP5916645B2 (ja) * 2012-02-22 2016-05-11 株式会社フジコー 光触媒機能を備えた内装材の製造方法
WO2013165992A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Ticona Llc Gas phase air filtration
JP2015136473A (ja) * 2014-01-22 2015-07-30 花王株式会社 活性炭含有セルロース粒子
CN104070751A (zh) * 2014-07-10 2014-10-01 北京化工大学 一种既除雾霾微粒又除甲醛的抗菌复合纤维膜及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101583417A (zh) * 2006-09-13 2009-11-18 罗地亚管理公司 高内聚复合材料、其制备方法及用途，尤其是在香烟过滤嘴中的用途
CN101959433A (zh) * 2008-03-14 2011-01-26 罗地亚管理公司 高度内聚性复合材料、制备方法以及尤其在卷烟过滤嘴中的用途
CN102516695A (zh) * 2011-12-08 2012-06-27 天津大学 一种用于净化空气和调节湿度的功能材料及其制备方法

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