本發(fā)明涉及一種空氣凈化濾網(wǎng)片的制備方法，屬于環(huán)保類材料技術(shù)領(lǐng)域，制備而成的空氣凈化濾網(wǎng)片可以應(yīng)用于多個領(lǐng)域中，能有效凈化空氣。
背景技術(shù)：
在科技發(fā)達的今天，隨之產(chǎn)生的空氣污染問題無處不在，市場上也產(chǎn)生了多種應(yīng)對空氣污染、凈化污染物的產(chǎn)品。在多個需要進行空氣凈化處理的空間內(nèi)，需要不同的空氣凈化產(chǎn)品，而對于污染物質(zhì)量比較大且分布范圍均勻的車內(nèi)、室外區(qū)域等特殊空間內(nèi)，難以大規(guī)模應(yīng)用需要供電動態(tài)運行的空氣凈化產(chǎn)品，只能依靠非動力凈化設(shè)備進行空氣凈化處理。
目前，普遍選用動力型空氣凈化器凈化空氣，采用主動凈化方式，具有凈化效率高的特點，然而這種主動凈化的空氣凈化產(chǎn)品受到供電的限制，如公開日為2015年01月28日，公開號為CN104307264A的中國專利中，公開的一種空氣凈化器，又如公開日為2016年03月02日，公開號為CN105371377A的中國專利中，公開的一種空氣凈化器，均是動力型空氣凈化器凈化空氣。對于多種污染物含量高、污染面積大、不方便供電的場所，通常采用凈化材料的靜態(tài)擴散原料進行空氣凈化。由于靜態(tài)擴散過程緩慢，加上空氣凈化材料與空氣的接觸面積有限，使得其凈化效率低，效果差。另外，在使用空氣凈化材料進行的靜態(tài)吸附凈化過程中，其中的空氣凈化材料一方面可能溢出至空氣中危害壞境，另一方面，處于空氣中的凈化材料往往容易被空氣中的其他物質(zhì)污染或受潮而影響其空氣凈化效果。
無紡布由纖維構(gòu)成，具有吸附透氣性能好且表面空隙結(jié)構(gòu)多的特點，使得其易于粘結(jié)凈化材料，適合作為空氣凈化濾網(wǎng)片材料。在空氣凈化材料當中，目前有多種材料可以有效凈化空氣，按照凈化原理主要分為物理吸附凈化和化學(xué)分解凈化兩種。其中物理吸附凈化是第一代空氣凈化技術(shù)，可以快速凈化空氣，但是其吸附容量有限。當吸附量達到其飽和濃度之后不但無法繼續(xù)使用，還存在著釋放出已吸附的污染物二次污染空氣的缺點，而且依靠吸附凈化空氣只是暫時降低了該空間內(nèi)污染物的濃度，并沒有徹底清除。化學(xué)分解凈化技術(shù)是指利用催化劑材料對空氣中的揮發(fā)物污染物氣體進行催化分解，使之分解為無害的小分子物質(zhì)，達到凈化空氣的目的，具有使用壽命長、凈化效果好的特點。二氧化錳催化劑由于優(yōu)良的催化性能，已在多個領(lǐng)域充當催化劑材料，其在室溫條件下就可以自發(fā)催化分解甲醛、臭氧、苯和二甲苯等揮發(fā)性有機污染物，且在充當催化劑參與反應(yīng)的過程中，質(zhì)量沒有損耗且活性也沒有降低，可以重復(fù)使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種空氣凈化濾網(wǎng)片的制備方法，通過該制備方法得到的由無紡布加工成的空氣凈化濾網(wǎng)片具有凈化效率高、使用壽命長、使用安全和應(yīng)用范圍廣的特點，適合大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該空氣凈化濾網(wǎng)片的制備方法的特點在于：所述制備方法的步驟如下：采用過渡金屬氧化物作為主凈化材料，采用無機多孔材料作為輔料助劑，制備成空氣凈化顆粒；選用無紡布作為基體，選用與無紡布材質(zhì)親和性好的細纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑，通過粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)至作為基體的無紡布上，并在上方再粘合一層與基體相同材質(zhì)的無紡布作為蓋片，得到空氣凈化濾網(wǎng)片。
作為優(yōu)選，本發(fā)明在制備空氣凈化濾網(wǎng)片的過程中，選用過渡金屬氧化物二氧化錳作為主凈化材料，選取其他氧化物類凈化材料作為協(xié)同凈化材料，采用無機多孔材料作為輔料助劑，將配方量的主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑混合均勻后得到粉末狀原料，把粉末狀原料制備成小顆粒狀的空氣凈化顆粒待用；采用由PP或PET纖維構(gòu)成的無紡布作為基體和蓋片，并且選用與基體材料親和性好的纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑，通過加熱粘合濾網(wǎng)粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)至基體上，再將蓋片粘結(jié)至空氣凈化顆粒的表面，然后結(jié)合擠壓和干燥工藝，得到內(nèi)部負載有空氣凈化顆粒的空氣凈化濾網(wǎng)片。
作為優(yōu)選，本發(fā)明將主凈化材料、協(xié)同凈化材料、輔料助劑和制粒粘結(jié)劑充分混合均勻并加入至造粒設(shè)備中，加工成顆粒狀并通過篩分和干燥工藝得到空氣凈化顆粒待用；選用纖維無紡布作為空氣凈化濾網(wǎng)的基體和蓋片，將與基體相同材質(zhì)的纖維材料通過高溫粘合到基體上，并及時將空氣凈化顆粒加入使得空氣凈化顆粒粘接在基體上，再將蓋片同樣經(jīng)過高溫纖維材料處理后蓋上使得蓋片粘接在空氣凈化顆粒上，從而形成兩層纖維無紡布中間夾有一層凈化顆粒的結(jié)構(gòu)；最后結(jié)合適當?shù)臄D壓加固和干燥工藝，使得凈化顆粒牢固地粘合在兩層纖維無紡布之間，得到空氣凈化濾網(wǎng)片成品。
作為優(yōu)選，本發(fā)明作為主凈化材料的二氧化錳材料采用納米級，由于其具有活躍的外層電子結(jié)構(gòu)，且這種納米結(jié)構(gòu)的材料表面活性位點多，使得其表面活性高，催化性能活躍，可以參與多種高效催化分解反應(yīng)。該納米級二氧化錳材料可以在室溫條件下將空氣中的甲醛、苯、臭氧、甲苯和二甲苯等揮發(fā)性有機污染物催化分解形成無害的小分子物質(zhì)，以達到凈化空氣的目的，且在整個催化揮發(fā)性有害氣體分解的反應(yīng)過程中其自身結(jié)構(gòu)和性能沒有損耗，可以多次作為凈化材料而重復(fù)利用。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述協(xié)同凈化材料選用氧化鎳、氧化銅和氧化鐵等金屬氧化物材料，在二氧化錳催化反應(yīng)當中，這些金屬氧化物可以填補二氧化錳外層電子的缺陷，并起到協(xié)同作用，顯著提高二氧化錳材料的催化活性。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述助劑輔料選用比表面積較大且無毒無害的無機多孔材料，該助劑輔料優(yōu)選有活性炭、硅微粉、氧化鋁粉或分子篩等多種無機材料；在空氣凈化顆粒進行的空氣凈化過程當中，其中多孔的輔料助劑吸附其周圍的揮發(fā)性有害氣體污染物，且由于分子擴散作用，有害氣體源源不斷的集中到空氣凈化顆粒周圍并被吸附，再通過其內(nèi)部有效凈化材料的催化作用，將這些有害氣體分解成無害的小分子物質(zhì)，從而達到高效凈化空氣的作用。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述空氣凈化顆粒的制備過程中，主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑的用料質(zhì)量比為1:（0.05-0.5）:（0.5-2.5）。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述制粒粘結(jié)劑選用水、乙醇等無毒有機溶液或膠水等其他溶液。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述制粒粘結(jié)劑的添加量占粉料質(zhì)量的2-15%。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述空氣凈化顆粒的粒徑范圍為20-100目。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述基體選用纖維無紡布材料，具有無毒無刺激、柔韌性好且透氣性好的特點。在粘合空氣凈化顆粒的過程中，通過同材質(zhì)的纖維狀粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)在纖維無紡布上，而纖維無紡布表面纖維狀的結(jié)構(gòu)提供了空隙更有利于粘結(jié)凈化顆粒。該纖維無紡布材料由于具有優(yōu)良的透氣性和吸附性能，在空氣凈化濾網(wǎng)片工作的過程中，分布在上下表面的兩層纖維無紡布材料吸附空氣中的揮發(fā)性有害氣體，并由于擴散作用向內(nèi)傳遞使之與內(nèi)部的空氣凈化材料相接觸反應(yīng)，提高了空氣凈化的效率。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述濾網(wǎng)粘結(jié)劑可以選用多種無毒無害材質(zhì)的膠水，優(yōu)選為與基體無紡布相同材質(zhì)的纖維材料，加工方便，且細小的纖維材料不易造成纖維布和空氣凈化顆粒上大面積的包裹而影響凈化有效面積。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述濾網(wǎng)粘結(jié)劑加熱溫度為80-120℃。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述濾網(wǎng)粘結(jié)劑加熱時間為3-10min。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述空氣凈化濾網(wǎng)片中的空氣凈化顆粒的添加量為以鋪滿基體為準。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述擠壓的壓強為5-30Pa/cm2。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述干燥工藝的干燥溫度為20-80℃。
作為優(yōu)選，本發(fā)明所述干燥工藝的干燥時間為2-20h。
一種空氣凈化濾網(wǎng)片的特點在于：采用如所述的制備方法制得。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：1、采用高效催化劑和協(xié)同劑作為凈化材料，使得該空氣凈化濾網(wǎng)片具有高效凈化且使用壽命長的特點；2、選用多孔輔料助劑材料，快速吸附有害氣體，增加凈化速率；3、加工過程簡單，不受供電的限制，適用面廣，適合多個領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用；4、選材方便、成本低廉。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例中空氣凈化濾網(wǎng)片的制備方法的工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
實施例1。
參見圖1，選取納米二氧化錳粉末作為主凈化材料；采取納米級氧化銅和納米級氧化鎳作為協(xié)同凈化材料，其中氧化銅和氧化鎳的質(zhì)量配比為1:1；用氣相硅微粉作為制粒添加的輔料助劑。將上述主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑通過質(zhì)量比1:0.5:0.5添加并充分混合得到粉料；選用市面上普通的膠水作為制粒粘結(jié)劑，其添加量為粉料質(zhì)量的5%。將上述充分混合的粉料和膠水加入制粒設(shè)備當中進行造粒處理，制備成粒徑為1mm的球形的空氣凈化顆粒待用。
選取兩片相同的纖維無紡布作為濾網(wǎng)片的基體和蓋片，與其相同材質(zhì)的短纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑；將上述準備好的短纖維濾網(wǎng)粘結(jié)劑經(jīng)過80℃的加熱之后分別加入至兩片相同的纖維無紡布的表面，馬上將空氣凈化顆粒撒入至其中一片的表面之后，馬上將另一片蓋上，得到一個夾心結(jié)構(gòu)的濾網(wǎng)片；采用壓印設(shè)備對上述濾網(wǎng)片施加20pa/cm2的壓力將其壓實，最后在80℃的干燥箱內(nèi)干燥10h后得到空氣凈化濾網(wǎng)片。
在上述制備的空氣凈化濾網(wǎng)片中，取出長寬高為10×10×1cm的一塊放入到3m3的測試倉內(nèi)進行靜態(tài)空氣凈化測試。
測試艙內(nèi)部依次與甲醛發(fā)生器、甲苯發(fā)生器、臭氧發(fā)生器及氣相色譜儀相連接，其中各種氣體發(fā)生器用于發(fā)生濃度分別為10mg/m3的有害氣體用于測試，氣相色譜儀則用于在線檢測測試艙內(nèi)有害氣體的濃度并記錄其變化情況。本次檢測結(jié)果表明，含有本實施例中制備的空氣凈化濾網(wǎng)片對3m3的測試倉內(nèi)濃度為10mg/m3的甲醛、甲苯和臭氧在室溫條件下2h的去除效率分別為85%、96%和97%。
實施例2。
參見圖1，選取納米二氧化錳粉末作為主凈化材料；采取納米級氧化銅和氧化鎳作為協(xié)同凈化材料，其中氧化銅和氧化鎳的質(zhì)量配比為1:0.5；用氣相硅微粉作為制粒添加的輔料助劑。將上述主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑通過質(zhì)量比1:0.05:2.5添加并充分混合得到粉料；選用市面上普通的膠水作為制粒粘結(jié)劑，其添加量為粉料質(zhì)量的7%。將上述充分混合的粉料和膠水加入制粒設(shè)備當中進行造粒處理，制備成粒徑為0.8mm的球形的空氣凈化顆粒待用。
選取兩片相同的纖維無紡布作為濾網(wǎng)片基體和蓋片，與其相同材質(zhì)的短纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑；將上述準備好的短纖維濾網(wǎng)粘結(jié)劑經(jīng)過100℃的加熱之后分別加入至兩片相同的纖維無紡布的表面，馬上將空氣凈化顆粒撒入至其中一片的表面之后，馬上將另一片蓋上，得到一個夾心結(jié)構(gòu)的濾網(wǎng)片；采用壓印設(shè)備對上述濾網(wǎng)片施加10pa/cm2的壓力將其壓實，最后在60℃的干燥箱內(nèi)干燥15h后得到空氣凈化濾網(wǎng)片。
在上述制備的空氣凈化濾網(wǎng)片中，取出長寬高為10×10×1cm的一塊放入到3m3的測試倉內(nèi)進行靜態(tài)空氣凈化測試。
上述空氣凈化濾網(wǎng)性能測試同實施例1，檢測結(jié)果表明，含有本實施例中制備的空氣凈化濾網(wǎng)片對3m3的測試倉內(nèi)濃度為10mg/m3的甲醛、甲苯和臭氧在室溫條件下2h的去除效率分別為86%、94%和98%。
實施例3。
參見圖1，選取納米二氧化錳粉末作為主凈化材料；采取納米級氧化銅和氧化鎳作為協(xié)同凈化材料，其中氧化銅和氧化鎳的質(zhì)量配比為1:2；用氣相硅微粉作為制粒添加的輔料助劑。將上述主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑通過質(zhì)量比1:0.25:1.5添加并充分混合得到粉料；選用市面上普通的膠水作為制粒粘結(jié)劑，其添加量為粉料質(zhì)量的7%。將上述充分混合的粉料和膠水加入制粒設(shè)備當中進行造粒處理，制備成粒徑為1.2mm的球形的空氣凈化顆粒待用。
選取兩片相同的纖維無紡布作為濾網(wǎng)片基體和蓋片，與其相同材質(zhì)的短纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑；將上述準備好的短纖維濾網(wǎng)粘結(jié)劑經(jīng)過110℃的加熱之后分別加入至兩片相同的纖維無紡布的表面，馬上將空氣凈化顆粒撒入至其中一片的表面之后，馬上將另一片蓋上，得到一個夾心結(jié)構(gòu)的濾網(wǎng)片；采用壓印設(shè)備對上述濾網(wǎng)片施加15pa/cm2的壓力將其壓實，最后在30℃的干燥箱內(nèi)干燥20h后得到空氣凈化濾網(wǎng)片。
在上述制備的空氣凈化濾網(wǎng)片中，取出長寬高為10×10×1cm的一塊放入到3m3的測試倉內(nèi)進行靜態(tài)空氣凈化測試。
上述空氣凈化濾網(wǎng)性能測試同實施例1，檢測結(jié)果表明，含有本實施例中制備的空氣凈化濾網(wǎng)片對3m3的測試倉內(nèi)濃度為10mg/m3的甲醛、甲苯和臭氧在室溫條件下2h的去除效率分別為83%、95%和98%。
實施例4。
參見圖1，本實施例中的空氣凈化濾網(wǎng)片的制備方法的步驟如下：采用過渡金屬氧化物作為主凈化材料，采用無機多孔材料作為輔料助劑，制備成空氣凈化顆粒；選用無紡布作為基體，選用與無紡布材質(zhì)親和性好的細纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑，通過粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)至作為基體的無紡布上，并在上方再粘合一層與基體相同材質(zhì)的無紡布作為蓋片，得到空氣凈化濾網(wǎng)片。
在制備空氣凈化濾網(wǎng)片的過程中，選用過渡金屬氧化物二氧化錳作為主凈化材料，選取其他氧化物類凈化材料作為協(xié)同凈化材料，采用無機多孔材料作為輔料助劑，將配方量的主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑混合均勻后得到粉末狀原料，把粉末狀原料制備成小顆粒狀的空氣凈化顆粒待用；采用由PP或PET纖維構(gòu)成的無紡布作為基體和蓋片，并且選用與基體材料親和性好的纖維作為濾網(wǎng)粘結(jié)劑，通過加熱粘合濾網(wǎng)粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)至基體上，再將蓋片粘結(jié)至空氣凈化顆粒的表面，然后結(jié)合擠壓和干燥工藝，得到內(nèi)部負載有空氣凈化顆粒的空氣凈化濾網(wǎng)片。
將主凈化材料、協(xié)同凈化材料、輔料助劑和制粒粘結(jié)劑充分混合均勻并加入至造粒設(shè)備中，加工成顆粒狀并通過篩分和干燥工藝得到空氣凈化顆粒待用；選用纖維無紡布作為空氣凈化濾網(wǎng)的基體和蓋片，將與基體相同材質(zhì)的纖維材料通過高溫粘合到基體上，并及時將空氣凈化顆粒加入使得空氣凈化顆粒粘接在基體上，再將蓋片同樣經(jīng)過高溫纖維材料處理后蓋上使得蓋片粘接在空氣凈化顆粒上，從而形成兩層纖維無紡布中間夾有一層凈化顆粒的結(jié)構(gòu)；最后結(jié)合適當?shù)臄D壓加固和干燥工藝，使得凈化顆粒牢固地粘合在兩層纖維無紡布之間，得到空氣凈化濾網(wǎng)片成品。
協(xié)同凈化材料選用氧化鎳、氧化銅和氧化鐵等金屬氧化物材料，在二氧化錳催化反應(yīng)當中，這些金屬氧化物可以填補二氧化錳外層電子的缺陷，并起到協(xié)同作用，顯著提高二氧化錳材料的催化活性。
助劑輔料選用比表面積較大且無毒無害的無機多孔材料，該助劑輔料優(yōu)選有活性炭、硅微粉、氧化鋁粉或分子篩等多種無機材料；在空氣凈化顆粒進行的空氣凈化過程當中，其中多孔的輔料助劑吸附其周圍的揮發(fā)性有害氣體污染物，且由于分子擴散作用，有害氣體源源不斷的集中到空氣凈化顆粒周圍并被吸附，再通過其內(nèi)部有效凈化材料的催化作用，將這些有害氣體分解成無害的小分子物質(zhì)，從而達到高效凈化空氣的作用。
通常情況下，本實施例中的空氣凈化顆粒的制備過程中，主凈化材料、協(xié)同凈化材料和輔料助劑的用料質(zhì)量比為1:（0.05-0.5）:（0.5-2.5）。制粒粘結(jié)劑選用水、乙醇等無毒有機溶液或膠水等其他溶液。制粒粘結(jié)劑的添加量占粉料質(zhì)量的2-15%?？諝鈨艋w粒的粒徑范圍為20-100目。濾網(wǎng)粘結(jié)劑加熱溫度為80-120℃。濾網(wǎng)粘結(jié)劑加熱時間為3-10min?？諝鈨艋癁V網(wǎng)片中的空氣凈化顆粒的添加量為以鋪滿基體為準。擠壓的壓強為5-30Pa/cm2。干燥工藝的干燥溫度為20-80℃。干燥工藝的干燥時間為2-20h。本實施例中的空氣凈化濾網(wǎng)片采用上述制備方法制得。
作為主凈化材料的二氧化錳材料采用納米級，由于其具有活躍的外層電子結(jié)構(gòu)，且這種納米結(jié)構(gòu)的材料表面活性位點多，使得其表面活性高，催化性能活躍，可以參與多種高效催化分解反應(yīng)。該納米級二氧化錳材料可以在室溫條件下將空氣中的甲醛、苯、臭氧、甲苯和二甲苯等揮發(fā)性有機污染物催化分解形成無害的小分子物質(zhì)，以達到凈化空氣的目的，且在整個催化揮發(fā)性有害氣體分解的反應(yīng)過程中其自身結(jié)構(gòu)和性能沒有損耗，可以多次作為凈化材料而重復(fù)利用。
基體選用纖維無紡布材料，具有無毒無刺激、柔韌性好且透氣性好的特點。在粘合空氣凈化顆粒的過程中，通過同材質(zhì)的纖維狀粘結(jié)劑將空氣凈化顆粒粘結(jié)在纖維無紡布上，而纖維無紡布表面纖維狀的結(jié)構(gòu)提供了空隙更有利于粘結(jié)凈化顆粒。該纖維無紡布材料由于具有優(yōu)良的透氣性和吸附性能，在空氣凈化濾網(wǎng)片工作的過程中，分布在上下表面的兩層纖維無紡布材料吸附空氣中的揮發(fā)性有害氣體，并由于擴散作用向內(nèi)傳遞使之與內(nèi)部的空氣凈化材料相接觸反應(yīng)，提高了空氣凈化的效率。
濾網(wǎng)粘結(jié)劑可以選用多種無毒無害材質(zhì)的膠水，優(yōu)選為與基體無紡布相同材質(zhì)的纖維材料，加工方便，且細小的纖維材料不易造成纖維布和空氣凈化顆粒上大面積的包裹而影響凈化有效面積。
雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護范圍，任何熟悉該項技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。