本發(fā)明屬于膜材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

VOCs的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、有機(jī)氯化物、氟里昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。VOCs是揮發(fā)性有機(jī)化合物的英文簡稱，通常所說的墻面漆中對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì)(重金屬除外)就是指VOCs。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯類等物質(zhì)。當(dāng)房間里VOCs達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)引起頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)抽搐、昏迷，傷害肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。

我們居室中的VOCs主要來源于乳膠漆、墻紙、地面、絕熱材料、粘結(jié)劑、涂料等裝修材料。中國的《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物含量》規(guī)定：墻面漆中的VOCs含量須≤200克/升；環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也要求墻面漆除水后的VOCs含量要≤80克/升；發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)則更嚴(yán)苛，如歐盟標(biāo)準(zhǔn)中墻面漆的VOCs含量須≤75克/升。

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，現(xiàn)在揮發(fā)性有機(jī)物VOCs產(chǎn)生量大，各種裝修家居，室內(nèi)以及不同的方式產(chǎn)生了許多的揮發(fā)性有機(jī)物，對(duì)人體危害大，不易察覺。然而現(xiàn)有技術(shù)難于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化學(xué)法治理VOCs也會(huì)產(chǎn)生二次污染等問題，使得方法復(fù)雜而難于達(dá)到高效簡便地治理VOCs，此外還存在著處理成本高的問題。

吸收法是目前處理揮發(fā)性有機(jī)物的一種廣泛采用的方法，其具有方法簡單、處理成本低、處理量大的特點(diǎn)。但是現(xiàn)有的吸收法存在一些突出的缺點(diǎn)，例如吸收效率低、對(duì)于低濃度VOC氣體吸收效果不佳、吸收劑的吸收容量不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以解決現(xiàn)有技術(shù)難于有效的吸收和治理VOCs，即使采用化學(xué)法治理VOCs也會(huì)產(chǎn)生二次污染，以及處理成本高等問題。本發(fā)明的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜中含有石墨烯、硅酸鹽等混合成分，具有耐高溫高壓，耐腐蝕，抗震性能好等特點(diǎn)；本發(fā)明的3D打印膜吸收VOCs等有毒氣體效率高，工藝簡單，制備成本低。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以重量份為單位，包括以下原料：海泡石65-110份、水滑石36-64份、硅酸鈣14-30份、活性炭17-28份、高嶺石11-18份、沸石9-15份、氧化鈣5-10份、無水氯化鈣8-14份、無水硫酸銅6-12份、碳纖維12-20份、鈦酸異丙酯4-7份、甲基異丁基酮5-10份、玻璃纖維4-6份、石墨烯1.2-2.3份、引發(fā)劑0.4-0.6份、增韌劑1.4-2.5份、聚凝劑1-1.6份、穩(wěn)定劑0.6-1份。

優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過氧化二碳酸二環(huán)己酯。

優(yōu)選地，所述增韌劑為乙丙橡膠。

優(yōu)選地，所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

本發(fā)明還提供一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干，再接著將烘干的海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石，以及氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸銅、碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min下粉碎1-1.5h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發(fā)劑、增韌劑攪拌2-3h后放入納米粉碎機(jī)粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、聚凝劑、穩(wěn)定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結(jié)3D打印機(jī)中利用電腦設(shè)計(jì)成的膜三維文件，其中設(shè)計(jì)孔徑為0.01-0.08nm，打印層厚為0.05-0.12nm，將步驟S3制得的混合物C經(jīng)過鋪粉輥鋪粉，再經(jīng)過激光掃描后瞬間在激光點(diǎn)處形成高溫層層疊加融合，經(jīng)冷卻至室溫，制得孔徑均勻的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜。

優(yōu)選地，步驟S2中所述烘干至含水量≤2％。

優(yōu)選地，步驟S2中所述攪拌是在溫度為220-260℃，轉(zhuǎn)速為400-600r/min下進(jìn)行的。

更優(yōu)選地，所述攪拌是在溫度為260℃，轉(zhuǎn)速為600r/min下進(jìn)行的。

優(yōu)選地，步驟S4中所述激光點(diǎn)的溫度為1500℃以上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜中富含活性炭、沸石、高嶺石等可以直接吸收VOCs等有毒氣體，同時(shí)有害氣體通不3D打印膜，濾膜通過壓力泵抽氣使得氣體通3D打印膜達(dá)到快速主動(dòng)吸收吸收的效果；

(2)本發(fā)明的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜中含有石墨烯、硅酸鹽等混合成分，具有耐高溫高壓，耐腐蝕，抗震性能好等特點(diǎn)；

(3)本發(fā)明的3D打印膜吸收VOCs等有毒氣體效率高，吸收率達(dá)99％以上，此外3D打印膜制備工藝簡單，成本低。

【具體實(shí)施方式】

為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實(shí)例加以說明，這些實(shí)例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在實(shí)施例中，所述吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以重量份為單位，包括以下原料：海泡石65-110份、水滑石36-64份、硅酸鈣14-30份、活性炭17-28份、高嶺石11-18份、沸石9-15份、氧化鈣5-10份、無水氯化鈣8-14份、無水硫酸銅6-12份、碳纖維12-20份、鈦酸異丙酯4-7份、甲基異丁基酮5-10份、玻璃纖維4-6份、石墨烯1.2-2.3份、引發(fā)劑0.4-0.6份、增韌劑1.4-2.5份、聚凝劑1-1.6份、穩(wěn)定劑0.6-1份。

所述引發(fā)劑為過氧化二碳酸二環(huán)己酯。

所述增韌劑為乙丙橡膠。

所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

所述吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干至含水量≤2％，再接著將烘干的海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石，以及氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸銅、碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min下粉碎1-1.5h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發(fā)劑、增韌劑在溫度為220-260℃，轉(zhuǎn)速為400-600r/min下攪拌2-3h后放入納米粉碎機(jī)粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、聚凝劑、穩(wěn)定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結(jié)3D打印機(jī)中利用電腦設(shè)計(jì)成的膜三維文件，其中設(shè)計(jì)孔徑為0.01-0.08nm，打印層厚為0.05-0.12nm，將步驟S3制得的混合物C經(jīng)過鋪粉輥鋪粉，再經(jīng)過激光掃描后瞬間在溫度為1500℃以上的激光點(diǎn)處形成高溫層層疊加融合，經(jīng)冷卻至室溫，制得孔徑均勻的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜。

下面通過更具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以重量份為單位，包括以下原料：海泡石92份、水滑石50份、硅酸鈣26份、活性炭25份、高嶺石16份、沸石14份、氧化鈣8份、無水氯化鈣12份、無水硫酸銅8份、碳纖維16份、鈦酸異丙酯6份、甲基異丁基酮8份、玻璃纖維5份、石墨烯1.8份、引發(fā)劑0.5份、增韌劑2份、聚凝劑1.3份、穩(wěn)定劑0.8份。

所述引發(fā)劑為過氧化二碳酸二環(huán)己酯。

所述增韌劑為乙丙橡膠。

所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

所述吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干至含水量≤2％，再接著將烘干的海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石，以及氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸銅、碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1100r/min下粉碎1.3h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發(fā)劑、增韌劑在溫度為250℃，轉(zhuǎn)速為500r/min下攪拌2.5h后放入納米粉碎機(jī)粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、聚凝劑、穩(wěn)定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結(jié)3D打印機(jī)中利用電腦設(shè)計(jì)成的膜三維文件，其中設(shè)計(jì)孔徑為0.05nm，打印層厚為0.1nm，將步驟S3制得的混合物C經(jīng)過鋪粉輥鋪粉，再經(jīng)過激光掃描后瞬間在溫度為2000℃的激光點(diǎn)處形成高溫層層疊加融合，經(jīng)冷卻至室溫，制得孔徑均勻的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜。

實(shí)施例2

一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以重量份為單位，包括以下原料：海泡石65份、水滑石36份、硅酸鈣14份、活性炭17份、高嶺石11份、沸石10份、氧化鈣6份、無水氯化鈣8份、無水硫酸銅6份、碳纖維13份、鈦酸異丙酯4份、甲基異丁基酮5份、玻璃纖維4份、石墨烯1.2份、引發(fā)劑0.4份、增韌劑1.4份、聚凝劑1.1份、穩(wěn)定劑0.6份。

所述引發(fā)劑為過氧化二碳酸二環(huán)己酯。

所述增韌劑為乙丙橡膠。

所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

所述吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干至含水量≤2％，再接著將烘干的海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石，以及氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸銅、碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1000r/min下粉碎1.5h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發(fā)劑、增韌劑在溫度為225℃，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌3h后放入納米粉碎機(jī)粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、聚凝劑、穩(wěn)定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結(jié)3D打印機(jī)中利用電腦設(shè)計(jì)成的膜三維文件，其中設(shè)計(jì)孔徑為0.01nm，打印層厚為0.05nm，將步驟S3制得的混合物C經(jīng)過鋪粉輥鋪粉，再經(jīng)過激光掃描后瞬間在溫度為1500℃的激光點(diǎn)處形成高溫層層疊加融合，經(jīng)冷卻至室溫，制得孔徑均勻的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜。

實(shí)施例3

一種吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜，以重量份為單位，包括以下原料：海泡石110份、水滑石64份、硅酸鈣30份、活性炭28份、高嶺石18份、沸石15份、氧化鈣9份、無水氯化鈣14份、無水硫酸銅12份、碳纖維18份、鈦酸異丙酯7份、甲基異丁基酮10份、玻璃纖維6份、石墨烯2.2份、引發(fā)劑0.6份、增韌劑2.5份、聚凝劑1.6份、穩(wěn)定劑1份。

所述引發(fā)劑為過氧化二碳酸二環(huán)己酯。

所述增韌劑為乙丙橡膠。

所述聚凝劑為聚合氯化鋁。

所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。

所述吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石浸泡在去離子水中，清洗掉附著的污染物，接著烘干至含水量≤2％，再接著將烘干的海泡石、水滑石、硅酸鈣、活性炭、高嶺石、沸石，以及氧化鈣、無水氯化鈣、無水硫酸銅、碳纖維、玻璃纖維放入納米粉碎機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1200r/min下粉碎1h后過篩子，制得混合物A；

S2：將步驟S1制得的混合物A、鈦酸異丙酯、甲基異丁基酮、石墨烯、引發(fā)劑、增韌劑在溫度為260℃，轉(zhuǎn)速為600r/min下攪拌2h后放入納米粉碎機(jī)粉碎，制得混合物B；

S3：將步驟S2制得的混合物B、聚凝劑、穩(wěn)定劑混合均勻，制得混合物C；

S4：在激光燒結(jié)3D打印機(jī)中利用電腦設(shè)計(jì)成的膜三維文件，其中設(shè)計(jì)孔徑為0.08nm，打印層厚為0.12nm，將步驟S3制得的混合物C經(jīng)過鋪粉輥鋪粉，再經(jīng)過激光掃描后瞬間在溫度為1800℃的激光點(diǎn)處形成高溫層層疊加融合，經(jīng)冷卻至室溫，制得孔徑均勻的吸收醚類等有機(jī)物的3D打印膜。

對(duì)實(shí)施例1-3配方制造出來的3D打印膜進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果如表1所示：

表1 3D打印膜的性能結(jié)果

由表1可知，本發(fā)明實(shí)施例1-3的3D打印膜具有耐高溫高壓，耐腐蝕，抗震性能好的特點(diǎn)。

對(duì)實(shí)施例1-3配方制造出來的3D打印膜進(jìn)行吸收VOCs實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2 吸收VOCs實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，吸收VOCs效率高，吸收率達(dá)99％以上，3D打印膜含有陶瓷無機(jī)成分，處于物理膜方法吸收和直接過濾方式，容易脫洗，不容易堵塞孔徑，利用高壓反沖洗可以快速洗掉吸收的揮發(fā)性有機(jī)物VOCs。

以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。