CN104294701A - 一种纸质湿帘用酚醛树脂液和一种纸质湿帘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸质湿帘用酚醛树脂液，以重量份计，包括酚醛树脂100份，纳米晶体纤维素0.5-5份和水150-400份。本发明还公开了所述酚醛树脂液的制备方法和用途、一种纸质湿帘、纸质湿帘的制备方法以及一种包括所述湿帘的湿帘风机降温***和湿帘冷风机。本发明的酚醛树脂液使纸质湿帘具有更高的吸水率和抗压强度，并具有良好的空气净化效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种酚醛树脂液、所述酚醛树脂液的制备方法和用途、一种纸质湿帘、纸质湿帘的制备方法以及一种湿帘风机降温***和湿帘冷风机。
背景技术
湿帘，又称水帘或水幕，是湿帘风机降温***的重要组成部分。湿帘风机降温***由湿帘、风机、水循环***及控制***组成。湿帘、风机分别装在密闭房舍的两面山墙上，水循环***使湿帘均匀湿透，水流沿湿帘的波纹往下流，风机抽风时，造成室内负压，迫使室外空气流经多孔、湿润的湿帘表面，引起水分蒸发吸收大量潜热，从而降低空气自身的温度。因此，湿帘风机降温***运行时，源源不断地将蒸发降温后的低温空气引入室内降温。湿帘风机降温***具有降温效果明显、设备简单、安装方便、成本低和性价比高等优点，目前主要应用于大棚温室、畜禽养殖场、纺织车间以及其他需要降温增湿的生产或作业场所中。
湿帘还应用于湿帘冷风机中，湿帘冷风机通常由机壳和位于机壳内的湿帘、水循环***、离心风机及电器元件组成，离心风机运行使机壳内产生负压，机外空气从机壳的进风口流经多孔湿润的湿帘表面，湿帘上的水蒸发吸收热量，从而经机壳出风口流出的空气温度降低，湿度增大。
根据材质的不同，湿帘一般分为纸质湿帘和高分子材料(例如聚丙烯)湿帘。其中纸质湿帘因其环保且价格低廉，应用范围较广。纸质湿帘由多片波纹纸交错叠放黏合制成，其相邻两片波纹纸的波形槽倾斜方向相反，形成一系列相互交错的通道，从而增强了湿帘表面水膜和空气的传热传质面积。现有湿帘中，波纹纸通常经过酚醛树脂液浸渍处理，利用酚醛树脂固化后挺度高，耐水性强的特点，提高湿帘的使用性能。尽管如此，现有湿帘的吸水率和抗压强度仍不令人满意。
另外，考虑到便于生产加工和实际应用需要，现有湿帘的波纹纸的波高为5mm、7mm或9mm，波间距为5mm或7mm，其中最常用的两种波纹纸的规格为波高9mm、波间距5mm，和波高9mm、波间距7mm。因而湿帘的相邻的每两片波纹纸之间形成的间隙较大，湿帘密度较低，一般只能起到降温加湿的作用，而对空气的净化作用非常小。
因此，需要一种能够提高湿帘的吸水率和抗压强度的湿帘用酚醛树脂液，以及具有较高吸水率和抗压强度的湿帘，进一步需要一种具有良好的空气净化效果的湿帘。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种湿帘用酚醛树脂液。
本发明的目的之二在于提供所述湿帘用酚醛树脂液的制备方法。
本发明的目的之三在于提供所述湿帘用酚醛树脂液用于制备湿帘的用途。
本发明的目的之四在于提供一种纸质湿帘。
本发明的目的之五在于提供一种纸质湿帘的制备方法。
本发明的目的之六在于提供一种包括所述纸质湿帘的湿帘风机降温***或湿帘冷风机。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
本发明提供一种湿帘用酚醛树脂液，以重量份计，包括如下组分：
酚醛树脂100份，纳米晶体纤维素0.5-5份和水150-400份。
优选地，所述湿帘用酚醛树脂液，以重量份计，包括如下组分：
酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-3份和水200-300份。
所述酚醛树脂优选为热固性酚醛树脂，所述热固性酚醛树脂可采用型号为2130、214、2127、2124、401或407的任一种或几种的混合物。
优选地，所述纳米晶体纤维素的直径为8-100nm，长度为100-500nm。
所述纳米晶体纤维素可以选择市售产品，或者根据本领域公知的制备纳米晶体纤维素的方法进行制备。
优选地，所述湿帘用酚醛树脂还包括湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种。所述湿强剂、乳化剂、防腐剂可以为本领域常规采用的种类和用量。
优选地，所述湿帘用酚醛树脂，以重量份计，还包括如下组分：
湿强剂0.1-0.6份、乳化剂0.5-1、防腐剂0.5-1份。
本发明还提供所述酚醛树脂液的制备方法，包括：
(1)以重量份计，取酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-5份和水150-400份；
(2)将所述酚醛树脂溶于一部分水得到酚醛树脂水溶液；将所述纳米晶体纤维素与剩余部分水混合、经高压均质处理得到所述纳米晶体纤维素胶体溶液；
(3)将所述酚醛树脂水溶液与所述纳米晶体纤维素胶体溶液混合，得到所述酚醛树脂液。
当所述酚醛树脂液中还包括湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种时，所述酚醛树脂液的制备方法包括：
(1)以重量份计，取酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-5份、水150-400份，和所述湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种；
(2)将所述湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种，以及酚醛树脂溶于一部分水得到酚醛树脂混合溶液；将所述纳米晶体纤维素与剩余部分水混合、经高压均质处理得到所述纳米晶体纤维素胶体溶液；
(3)将所述酚醛树脂混合溶液与所述纳米晶体纤维素胶体溶液混合，得到所述酚醛树脂液。
优选地，所述纳米晶体纤维素胶体溶液中纳米晶体纤维素的浓度为1-5wt％。发明人发现，当采用所述浓度时，纳米晶体纤维素胶体溶液的流动性好，更有利于纳米晶体纤维素在酚醛树脂中分散均匀。
优选地，步骤(1)中，以重量份计，取酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-5份、水150-400份、湿强剂0.1-0.6份、乳化剂0.5-1、防腐剂0.5-1份。
本发明还提供所述湿帘用酚醛树脂液用于制备湿帘的用途。
本发明还提供一种纸质湿帘，所述纸质湿帘由多片波纹纸以波纹交错的方式叠放黏结而成，所述波纹纸的波高为1-4mm，波间距为1-4mm。
所述波纹纸的波纹可以为60°×30°交错对置或45°×45°交错对置。
优选地，所述波纹纸的波高为2.5-3.5mm，波间距为2.5-3.5mm。
优选地，所述波纹纸的波高与波间距相等。
现有的纸质湿帘不同，本发明的纸质湿帘降低了波纹纸的波高和波间距，湿帘密度提高。波纹纸的波高和波间距在所述范围内时，湿帘的抗压强度显著增强；同时，当单张波纹纸的面积一定时，波纹纸的波高和波间距降低，则单位厚度的湿帘所包含的波纹纸的数量增加，从而增大了吸水率；另外，湿帘密度提高，相邻波纹纸之间的间隙减小，通过该湿帘的空气的PM10粒子浓度明显降低，同时PM2.5粒子浓度也有一定程度的降低。同时，湿帘的波纹纸的波高和波间距在所述范围内时，生产加工仍然方便，不会显著增加加工成本。
优选地，所述纸质湿帘采用本发明所述的酚醛树脂液制备。
组成所述纸质湿帘的波纹纸的数量可根据实际需要确定。
本发明还提供所述纸质湿帘的制备方法，包括：
(1)将原纸用本发明所述酚醛树脂液浸渍，干燥，压制波形槽，得到波纹纸；
(2)将多片所述波纹纸交错叠放，相邻两片波纹纸用胶黏剂黏结，固化，得到所述纸质湿帘。
其中，步骤(1)所述浸渍的时间以波纹纸被浸透为准。
优选地，步骤(1)所述波纹纸的波高为1-4mm，优选为2.5-3.5mm。
优选地，步骤(1)所述干燥的温度为70-80℃，干燥时间为20-30min。
优选地，步骤(2)所述固化的温度为150-160℃，固化时间为15-45min。
本发明还提供一种湿帘风机降温***或湿帘冷风机，其包括本发明所述的纸质湿帘。
本发明中，所述波纹纸的波高是指湿帘的单片波纹纸的波峰与波谷外表面之间的垂直距离。所述波纹纸的波间距是指单片波纹纸相邻两个波峰之间或相邻两个波谷之间的水平距离。
与现有技术相比，本发明的酚醛树脂液中加入了特定含量的纳米晶体纤维素，由于纳米晶体纤维素分子表面具有的丰富的羟基，且具有巨大的比表面积(可达400m2/g)，采用这样酚醛树脂液制得的湿帘，吸水性能显著提高；此外，纳米晶体纤维素颗粒虽小，却具有较强的刚性，其杨氏模量高达140Gpa以上，使湿帘的抗压强度显著增强。
发明人发现，所述纳米晶体纤维素的用量在本发明所述范围内是合适的。若纳米晶体纤维素的用量过少，则不能有效提高湿帘的吸水率和抗压强度；若用量过多，则纳米晶体纤维素容易发生团聚，使得湿帘压力分散不均匀，抗压强度反而下降。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明技术方案及其效果做进一步说明。应当理解，以下实施例仅用于说明本发明的内容，并不用于限制本发明的保护范围。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。
以下对比例和实施例中的酚醛树脂为购自新乡市红福防腐材料有限公司，型号为2130的热固性酚醛树脂；纳米晶体纤维素直径为40-50nm，长度为200-300nm，购自北京纳米晶体纤维素技术研发中心。其他材料均为市售产品。
对比例1
将100g酚醛树脂与250g水在搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液。将原纸浸入所述酚醛树脂水溶液中至浸透，取出，在70℃下干燥30min，通过瓦楞机压制波高为5mm、波间距为5mm的波形槽，得到波纹纸。将多片波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于150℃下固化40min，得到厚度约为10cm的传统湿帘D1。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试环境空气中和经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例1
将100g酚醛树脂与250g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；将原纸浸入所述酚醛树脂水溶液中至浸透，取出，在70℃下干燥30min，通过瓦楞机压制波高为2.5mm、波间距为2.5mm的波形槽，得到波纹纸。将多片波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于150℃下固化40min，得到厚度约为10cm的湿帘A。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试环境空气中和经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例2
将100g酚醛树脂与250g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为5wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在70℃下干燥30min，通过瓦楞机压制波高为2.5mm、波间距为2.5mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于150℃下固化40min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘B。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例3
将100g酚醛树脂与250g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为5wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在70℃下干燥30min，通过瓦楞机压制波高为1mm、波间距为2mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于150℃下固化40min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘C。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例4
将100g酚醛树脂与250g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为4wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在80℃下干燥20min，通过瓦楞机压制波高为2mm、波间距为2.5mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于160℃下固化20min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘D。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例5
将100g酚醛树脂与300g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为3wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在70℃下干燥30min，通过瓦楞机压制波高为3mm、波间距为3mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于160℃下固化30min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘E。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例6
将100g酚醛树脂与300g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为2wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在70℃下干燥20min，通过瓦楞机压制波高为4mm、波间距为3mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于150℃下固化30min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘F。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
实施例7
将100g酚醛树脂、湿强剂0.5g、乳化剂0.8g、防腐剂0.6g与200g水加入搅拌机中混合均匀，得到酚醛树脂水溶液；取50g经高压均质处理后浓度为1wt％的纳米晶体纤维素胶体溶液加入所述搅拌机中，与所述酚醛树脂水溶液混合均匀，得到酚醛树脂液。将原纸浸入上述酚醛树脂混合液中至浸透，取出，在80℃下干燥20min，通过瓦楞机压制波高为4mm、波间距为3mm的波形槽，得到波纹纸。将波纹纸交错叠放，并用胶黏剂黏结在一起，于155℃下固化30min，得到厚度约为10cm的本发明湿帘G。
按照《NYT1967-2010纸质湿帘性能测试方法》进行吸水率和抗压强度测试；将湿帘置于湿帘冷风机中，按照《GB18801-2008空气净化器》记载的方法测试经过湿帘净化的空气中PM10和PM2.5的颗粒浓度，对湿帘净化空气能力进行评估。
对比例1和实施例1-7制得的湿帘的吸水性能和力学强度试验结果见表1，空气净化试验结果见表2。
表1湿帘吸水性能与力学强度试验结果
| 湿帘 | D1 | A | B | C | D | E | F | G |
| 吸水率/％ | 114 | 227 | 362 | 376 | 361 | 335 | 321 | 305 |
| 抗压强度/kpa | 127 | 168 | 177 | 181 | 163 | 159 | 146 | 144 |
由表1可以看出，与对比例1的湿帘相比，本发明的湿帘吸水性能和抗压性能显著增强，吸水率增加了99-230％，抗压强度提高了13-43％。
表2空气净化试验结果
| 环境/湿帘 | 环境 | D1 | A | B | C | D | E | F | G |
| PM10/μg/m3 | 385 | 304 | 107 | 98 | 96 | 109 | 112 | 119 | 128 |
| PM2.5/μg/m3 | 159 | 134 | 98 | 91 | 91 | 98 | 101 | 104 | 110 |
表2给出了该湿帘与传统湿帘对空气净化效果的比较结果。我国空气中PM10浓度的健康标准为低于150μg/m3，PM2.5浓度的健康标准为低于75μg/m3。从表2可以看出，本发明的新型高密度湿帘对PM10具有有效的净化效果，可将PM10降低到健康标准以下，对PM2.5也起到了初步过滤的作用。
Claims (10)
1.一种纸质湿帘用酚醛树脂液，以重量份计，包括如下组分：
酚醛树脂100份，纳米晶体纤维素0.5-5份和水150-400份。
2.根据权利要求1所述的酚醛树脂液，其特征在于，所述纳米晶体纤维素的直径为8-100nm，长度为100-500nm。
3.根据权利要求1或2所述的酚醛树脂液。其特征在于，所述酚醛树脂液还包括湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种。
4.权利要求1或2所述的酚醛树脂液的制备方法，包括：
(1)以重量份计，取酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-5份和水150-400份；
(2)将所述酚醛树脂溶于一部分水得到酚醛树脂水溶液；将所述纳米晶体纤维素与剩余部分水混合、经高压均质处理得到所述纳米晶体纤维素胶体溶液；
(3)将所述酚醛树脂水溶液与所述纳米晶体纤维素胶体溶液混合，得到所述酚醛树脂液。
5.权利要求3所述的酚醛树脂液的制备方法，包括：
(1)以重量份计，取酚醛树脂100份、纳米晶体纤维素0.5-5份、水150-400份，和所述湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种；
(2)将所述湿强剂、乳化剂或防腐剂中的一种或几种，以及酚醛树脂溶于一部分水得到酚醛树脂混合溶液；将所述纳米晶体纤维素与剩余部分水混合、经高压均质处理得到所述纳米晶体纤维素胶体溶液；
(3)将所述酚醛树脂混合溶液与所述纳米晶体纤维素胶体溶液混合，得到所述酚醛树脂液。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述纳米晶体纤维素胶体溶液中纳米晶体纤维素的浓度为1-5wt％。
7.一种纸质湿帘，所述纸质湿帘由多片波纹纸以波纹交错的方式叠放黏结而成，所述波纹纸的波高为1-4mm，波间距为1-4mm。
8.根据权利要求7所述的纸质湿帘，其特征在于，所述湿帘采用权利要求1-3任一项所述的酚醛树脂液制备。
9.一种纸质湿帘的制备方法，包括：
(1)将原纸采用如权利要求1-3任一项所述的酚醛树脂液浸渍，干燥，压制波形槽，得到波纹纸；其中所述波纹纸的波高为1-4mm，优选为2.5-3.5mm；所述干燥的温度为70-80℃，干燥时间为20-30min；
(2)将多片所述波纹纸交错叠放，相邻两片波纹纸用胶黏剂黏结，固化，得到所述纸质湿帘，其中所述固化的温度为150-160℃，固化时间为15-45min。
10.一种湿帘风机降温***或湿帘冷风机，包括如权利要求7或8所述的纸质湿帘。
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