CN107551673A

CN107551673A - 汽车空调用抗菌滤芯及其制备工艺

Info

Publication number: CN107551673A
Application number: CN201710679990.XA
Authority: CN
Inventors: 王红胜
Original assignee: Shenzhen Wohaisen Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Wohaisen Technology Co Ltd
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明涉及汽车空调组件技术领域，具体涉及汽车空调用抗菌滤芯及其制备工艺，汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，包括以下步骤：（1）将植物放入马弗炉中碳化，得到活性炭；（2）将金属化合物与配体在含水条件下混合均匀，然后加入碱性物质和活性炭，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入B源，混合均匀后，干燥、煅烧，得到磁性纳米粒子；（3）将磁性纳米粒子、中草药粉末、负离子添加剂在溶剂中混合均匀，得到混合物1；（4）将混合物1与高分子聚合物混炼后，固化成型制得汽车空调用抗菌滤芯；本发明的汽车空调用抗菌滤芯具有优良的抗菌、灭菌、杀灭螨虫、消毒功能；抗霉变功能，在使用过程中不产生异味；吸附降解有害气体的效果。

Description

汽车空调用抗菌滤芯及其制备工艺

技术领域

本发明涉及汽车空调组件技术领域，具体涉及汽车空调用抗菌滤芯及其制备工艺。

背景技术

汽车空调已经是现有汽车必不可少的组成部分，一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制***组成。现有的汽车空调主要起到的作用如下：(1)能控制车厢内的气温，既能加热空气，也能冷却空气，以便把车厢内温度控制到舒适的水平；(2)能够排出空气中的湿气，干燥空气吸收人体汗液，造成更舒适的环境；(3)可吸入新风，具有通风功能；(4)可过滤空气，排除空气中的灰尘和花粉。

现有汽车空调主要是由塑料件构成，这些塑胶件具有优异的力学性能，进而保证汽车空空调具有较长的使用寿命。但是汽车空调需要定期的进行清洗和维护，否则汽车内部的空气则会具有刺激性的气味。导致产生刺激气味的原因主要有以下几点：一是塑胶件散发出的有机气体；二是汽车空调各部件内残存有大量的灰尘，三是由于汽车空调各部件上面滋生细菌，进而产生对人体有害的气味。

目前常采用的出去汽车室内刺激性气体的方法为，打开窗户，将有害气体排放至空气中，而当环境温度过高或过低时，这种排放方式就受到了限制，或者购买具有吸附性的物质吸附有害气体，这种方法比较麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种汽车空调用抗菌滤芯，它具有优异的吸附性能和抗菌性能。

本发明的目的之二是提供一种汽车空调用抗菌滤芯的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将植物放入马弗炉中，通入惰性气体，在100~160℃下干燥2~24h，再升温至300~700℃，煅烧1~8h，得到活性炭，然后在120~150℃的水蒸气中放置2~3h，得到活性炭；

（2）将M源、A源与配体在含水条件下混合均匀，然后加入碱性物质和活性炭，调节溶液pH至6～8，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入B源，混合均匀后，干燥、煅烧，得到磁性纳米粒子；

（3）将磁性纳米粒子、中草药粉末、负离子添加剂在溶剂中混合均匀，得到混合物1；

（4）将混合物1与高分子聚合物混炼后，固化成型制得汽车空调用抗菌滤芯；

其中：M为过渡金属Fe、Ni、Co中的至少一种；

A为Mn、Cu、Zn、Ti、Al、Cr、Ce、Zr、Sn中的至少一种；

B为碱金属和碱土金属中的至少一种；

植物为秸秆、树叶、木屑、果皮中的至少一种；

所述高分子聚合物为热固性树脂。

本发明采用植物为制备活性炭的原料，植物的孔隙含量高，经碳化后，使得活性炭具有很高的比表面积，为了合理利用资源，优选的，本发明中的植物选自秸秆、树叶、木屑、果皮等废弃物中的至少一种。

本发明通过将活性炭与高分子聚合物复合，通过密练、成型后制备得到活性炭基空调滤芯，所述空调滤芯在高温或者太阳光下应该不会发生变形，优选的，所述高分子聚合物为热固性树脂，进一步优选的，所述热固性树脂为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、有机硅树脂和呋喃树脂中的至少一种。

本发明首先对植物进行干燥，以除去水分，优选的，在步骤（1）中，所述干燥的温度为120~150℃，干燥的时间为5~12h。

本发明通过对干燥后的植物进行煅烧，得到活性炭，为了避免产物在煅烧过程完全氧化，所述煅烧在惰性气体中进行，进一步优选的，在步骤（1）中，所述煅烧的温度为400~600℃，煅烧的时间为2~6h。

本发明通过将磁性纳米粒子不仅能够催化降解环境中的有害气体，如甲醛、苯酚，还能够吸附环境中的细小颗粒。

本发明中配体能够与金属形成金属络合物，从而提高金属在溶液中的稳定性，优选的，在步骤（2）中所述配体为柠檬酸、卤化物、草酸、草酸盐、乙二胺、亚硝酸盐、氨水中的至少一种。

本发明通过将金属络合物与碱性物质反应，生成金属氢氧化物溶胶，本发明中的碱性物质优选为弱碱，更优选的，所述碱性物质为碳酸盐、碳酸氢盐、氨水、脲、三乙胺、吡啶、环己胺、苯胺中的至少一种。

溶胶经搅拌陈化后即形成凝胶，凝胶煅烧后得到磁性纳米粒子，本发明中所述煅烧的温度为200~550℃，煅烧的时间为1~8 h。

本发明中，在滤芯的制备过程中，通过添加中草药成分，不仅能够消除环境中的有害成分，还能够散发出令人愉悦的芳香，优选的，所述中草药为吴茱萸、威灵仙、三白草、决明子、败酱草、艾叶、厚朴、茴香、京大戟、薰衣草、丝瓜络、红大戟、龙脷叶、川芎、凤尾竹、白鲜皮、杏仁、薄荷、柠檬、贝母中的至少一种。

优选的，所述中草药粉末的制备方法为：将中草药研磨成粉，过200目筛，然后在100~150℃的水蒸气中放置30~120min，得到中草药粉末；

根据本发明，本发明通过对中草药进行活化，以提高其药性，优选的，所述中草药的活化工艺为造水蒸气中放置一段时间，优选的，所述水蒸气的蒸气压为100~500 KPa。

负离子粉体颗粒能够在附近电场作用下电离成氢氧根离子和氢离子，氢氧根离子与空气中的水分子结合形成水合羟基离子，形成空气负离子，从而增加空气中负离子的浓度，达到改善环境的目的；负离子添加剂持续释放的H₃O₂ ^-负离子能够中和和包覆在游离出的带有正电荷的甲醛、氨、苯类等有害气体颗粒的周围，使其形成大粒子团并沉降下来，不漂浮在空气中，对人体健康不再构成危害；另外，负离子添加剂能够去除空气中的异味，因为H₃O₂ ^-能中和空气中的氧自由基及氧化性气体，负离子添加剂产生的电场可以使有机物异味在电场中分解，从而对空气产生净化作用；负离子添加剂能够对周围环境进行杀菌和抑菌，优选的，所述负离子添加剂为奇冰石、电气石、麦饭石中的至少一种。

优选的，所述磁性纳米粒子、中草药粉末、负离子添加剂的质量比为1：（0.2~2.4）：（0.1~0.6）。

一种汽车空调用抗菌滤芯，根据上述制备方法制备得到。

本发明中在制备汽车空调用抗菌滤芯时，通过将高分子聚合物、混合产物1混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，得产物；

本发明中高分子聚合物的熔融、混炼、挤出工艺为所述领域技术人员所公知，实际操作温度根据聚合物的改变而改变，本发明对此没有特殊的要求，再次不再赘述。

根据本发明，活性炭的比表面积是影响活性炭吸附性能的重要因素，优选的，其比表面积为3951~4528 m²/g。

根据本发明，本发明通过将活性炭与中草药进行复合，使得活性炭不仅具有优异的吸附性能，还具有优良的抗菌性能，优选的，所述汽车空调用抗菌滤芯的抗菌率为抗菌率为93.2~99.9%。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

（1）本发明通过植物碳化制备活性炭，原材料的来源广泛，制备成本低，且得到的活性炭的比表面积大；

（2）将磁性纳米粒子、中草药复合物与负离子添加复合，能够显著增加滤芯的吸附能力和降解性能。

综上，本发明的汽车空调用抗菌滤芯具有优良的抗菌、灭菌、杀灭螨虫、消毒功能；抗霉变功能，在使用过程中不产生异味；吸附降解有害气体的效果。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：

将2kg秸秆放入马弗炉中，通入氩气，在140℃下干燥10 h，再升温至500℃，煅烧4 h，得到活性炭，然后在130℃的水蒸气中放置2.5h，得到活性炭；

将10g吴茱萸、3g威灵仙、8g三白草、15g薰衣草、6g丝瓜络、5g柠檬、10g贝母研磨成粉，过200目筛，然后在蒸气压230 KPa、温度为120℃的水蒸气中放置60min，得到中草药粉末；

将0.5mol氯化铁、0.5mol氯化钴、0.5mol氯化铜与6mol柠檬酸在水中混合均匀，然后加入碳酸钠和碳酸氢钠的混合物（摩尔比1:1）和50g活性炭，调节溶液pH至6.3，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入0.1mol氢氧化钠，混合均匀后，在100℃下干燥2 h，然后在氩气氛围中煅烧3h，煅烧温度为400℃，得到磁性纳米粒子；

将45g磁性纳米粒子、54g中草药粉末、13.5g电气石粉末在丙酮中混合均匀，得到混合物1；

将混合物1与500g酚醛树脂加入双螺杆挤出机中，经熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，然后固化成形得到汽车空调用抗菌滤芯。

实施例2：

将2kg橙子皮放入马弗炉中，通入氩气，在150℃下干燥18 h，再升温至400℃，煅烧6 h，得到活性炭，然后在120℃的水蒸气中放置2.5h，得到活性炭；

将5g京大戟、16g薰衣草、18g丝瓜络研磨成粉，过200目筛，然后在蒸气压320 KPa、温度为120℃的水蒸气中放置90 min，得到中草药粉末；

将0.2mol硝酸铁、0.1mol硝酸锌、0.1mol硝酸锰与乙二胺在水中混合均匀，然后加入吡啶和30g活性炭，调节溶液pH至6.7，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入氢氧化镁，混合均匀后，在80℃下干燥1 h，然后在氩气氛围中煅烧5 h，煅烧温度为500℃，得到磁性纳米粒子；

将磁性纳米粒子、中草药粉末、奇冰石粉末在水中混合均匀，得到混合物1；

将混合物1与500g三聚氰胺-甲醛树脂加入双螺杆挤出机中，经熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，然后固化成形得到汽车空调用抗菌滤芯。

实施例3：

将2kg木屑放入马弗炉中，通入氩气，在120℃下干燥5 h，再升温至600℃，煅烧2 h，得到活性炭，然后在150℃的水蒸气中放置2.5h，得到活性炭；

将15g艾叶、20g厚朴、26g茴香研磨成粉，过200目筛，然后在蒸气压150 KPa、温度为140℃的水蒸气中放置45 min，得到中草药粉末；

将0.3mol氯化钴、0.5mol氯化镍、0.2mol氯化锡与氨水在水中混合均匀，然后加入碱性物质和40g活性炭，调节溶液pH至7，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入氢氧化钾，混合均匀后，在120℃下干燥3 h，然后在氩气氛围中煅烧2 h，煅烧温度为300℃，得到磁性纳米粒子；

将30g磁性纳米粒子、60g中草药粉末、12g电气石粉末在水中混合均匀，得到混合物1；

将混合物1与500g有机硅树脂加入双螺杆挤出机中，经熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，然后固化成形得到汽车空调用抗菌滤芯。

实施例4：

将2kg银杏树叶放入马弗炉中，通入氩气，在160℃下干燥2 h，再升温至700℃，煅烧1h，得到活性炭，然后在150℃的水蒸气中放置2h，得到活性炭；

将7g白鲜皮、5g杏仁、6g薄荷、8g柠檬、5g贝母研磨成粉，过200目筛，然后在蒸气压500KPa、温度为100℃的水蒸气中放置120min，得到中草药粉末；

将0.5mol硫酸镍、0.1mol硫酸铝与草酸在水中混合均匀，然后加入碱性物质和30g活性炭，调节溶液pH至7.3，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入氢氧化钙，混合均匀后，在160℃下干燥0.3 h，然后在氩气氛围中煅烧8 h，煅烧温度为200℃，得到磁性纳米粒子；

将12g磁性纳米粒子、28.8g中草药粉末、1.2g麦饭石粉末在水中混合均匀，得到混合物1；

将混合物1与500g环氧树脂加入双螺杆挤出机中，经熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，然后固化成形得到汽车空调用抗菌滤芯。

实施例5：

将2kg椰子壳放入马弗炉中，通入氩气，在100℃下干燥24h，再升温至300℃，煅烧8h，得到活性炭，然后在120℃的水蒸气中放置3h，所述水蒸气的蒸气压为得到活性炭；

将3g丝瓜络、8g红大戟、5g龙脷叶、3g川芎、12g凤尾竹、15g白鲜皮、2g杏仁、6g薄荷研磨成粉，过200目筛，然后在蒸气压为100 KPa、温度为150℃的水蒸气中放置30min，得到中草药粉末；

将0.3mol草酸铁、1mol四氯化钛与4.5mol亚硝酸盐在水中混合均匀，然后加入碱性物质和50g活性炭，调节溶液pH至8，搅拌至溶液呈凝胶状态，加入氢氧化锂，混合均匀后，在60℃下干燥5 h，然后在氩气氛围中煅烧1 h，煅烧温度为550℃，得到磁性纳米粒子；

将60g磁性纳米粒子、12g中草药粉末、36g麦饭石粉末水中混合均匀，得到混合物1；

将混合物1与500g聚酰亚胺加入双螺杆挤出机中，经熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和干燥，然后固化成形得到汽车空调用抗菌滤芯。

对比例1：

按照实施例1的方法，不同的是，不含有磁性粒子，制备方法如下：

将2kg秸秆放入马弗炉中，通入氩气，在140℃下干燥10 h，再升温至500℃，煅烧4 h，然后在130℃的水蒸气中放置2.5h，得到活性炭；

将45g活性炭、54g中草药粉末、13.5g电气石粉末在丙酮中混合均匀，得到混合物1；

对比例2：

按照实施例1的方法，不同的是，不含有中草药粒子，制备方法如下：

将45g磁性纳米粒子、13.5g电气石粉末在丙酮中混合均匀，得到混合物1；

对比例3：

按照实施例1的方法，不同的是，不含有负离子添加剂，制备方法如下：

将45g磁性纳米粒子、54g中草药粉末在丙酮中混合均匀，得到混合物1；

对比例4：

按照实施例1的方法，不同的是，不对活性炭进行水蒸气活化处理，制备方法如下：

将2kg秸秆放入马弗炉中，通入氩气，在140℃下干燥10 h，再升温至500℃，煅烧4 h，得到活性炭；

1、抑菌实验：

配制肉膏蛋白胨琼脂培养基并灭菌后，倒入已灭菌的培养皿制得平板备用。

用无菌生理盐水将大肠杆菌菌种配成10⁵CFU/mL左右的菌液，并用平板计数法测定活菌数；用无菌移液管吸取菌液滴于涂料上，与涂料接触若干时间后，再吸取菌液滴于平板上，用无菌三角棒涂布均匀。

将平板水平移至37℃恒温培养箱中培养2h、12h、7天后，取出计算抑菌率，实验结果见表1所示。

2、吸附实验：

本发明的汽车空调用抗菌滤芯对甲醛的净化性能评价在Φ20mm、长200mm直型聚四氟乙烯管反应器中进行，活性炭的装填尺寸为Φ20mm*50mm(活性炭装填直径与直型聚四氟乙烯管反应器相同，保证通过的气体均经过活性炭处理)，原料气组成为：甲醛浓度6 ppm，其余为空气；反应在25℃常压环境下进行，反应气体积空速(GHSV)为6000h^-1，由国产GD80便携式甲醛气体检测仪检测出甲醛浓度计算得到甲醛净化率，实验结果见表1所示。

表1：

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合；为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值；对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

其中：M为过渡金属Fe、Ni、Co中的至少一种；

A为Mn、Cu、Zn、Ti、Al、Cr、Ce、Zr、Sn中的至少一种；

B为碱金属和碱土金属中的至少一种；

植物为秸秆、树叶、木屑、果皮中的至少一种；

所述高分子聚合物为热固性树脂。

2.根据权利要求1所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述干燥的温度为120~150℃，干燥的时间为5~12h；和/或

所述煅烧的温度为400~600℃，煅烧的时间为2~6h。

3.根据权利要求1所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，在步骤（2），中所述配体为柠檬酸、卤化物、草酸、草酸盐、乙二胺、亚硝酸盐、氨水中的至少一种；和/或

所述煅烧的温度为200~550℃，煅烧的时间为1~8 h。

4.根据权利要求1或3所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述碱性物质为碳酸盐、碳酸氢盐、氨水、脲、三乙胺、吡啶、环己胺、苯胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述中草药为吴茱萸、威灵仙、三白草、决明子、败酱草、艾叶、厚朴、茴香、京大戟、薰衣草、丝瓜络、红大戟、龙脷叶、川芎、凤尾竹、白鲜皮、杏仁、薄荷、柠檬、贝母中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，所述中草药粉末的制备方法为：将中草药研磨成粉，过200目筛，然后在100~150℃的水蒸气中放置30~120min，得到中草药粉末；

其中，所述水蒸气的蒸气压为100~500 KPa。

7.根据权利要求1或5所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，所述负离子添加剂为奇冰石、电气石、麦饭石中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的汽车空调用抗菌滤芯的制备方法，其特征在于，所述磁性纳米粒子、中草药粉末、负离子添加剂的质量比为1：（0.2~2.4）：（0.1~0.6）。

9.一种汽车空调用抗菌滤芯，其特征在于，根据权利要求1~8任意一项所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的汽车空调用抗菌滤芯，其特征在于，其比表面积为3951~4528m²/g，抗菌率为93.2~99.9%。