CN116712983B - 一种无胶复合滤料及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤料技术领域，提出了一种无胶复合滤料及其制造工艺，原料包括以下重量份组分：5‑10份聚酯纤维、10‑15份竹炭纤维、10‑15份聚丙烯腈纤维、20‑30份改性活性炭、0.5‑1份分散剂、70‑90份水；所述改性活性炭为活性炭经聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯改性后得到。通过上述技术方案，解决了现有技术中滤料对空气中甲醛和细菌的去除率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及滤料技术领域，具体的，涉及一种无胶复合滤料及其制造工艺。
背景技术
室内污染中，甲醛作为主要污染物之一，而备受人们关注。甲醛是胶黏剂的重要组成部分，所以涉及到胶黏剂的装修材料，如地板、家具、涂料等都会含有甲醛。当甲醛在室内达到一定浓度时，可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等，严重可致人死亡，世界卫生组织已经将甲醛列为一类致癌物。
目前室内甲醛净化的包括光催化法、化学反应法和物理吸附法等。活性炭作为吸附剂，具有物理和化学双重吸附的特性，因此在除甲醛滤料中应用广泛，但也存在孔径分布不均、比表面积小，导致其对空气中甲醛和细菌去除率低的缺点。
发明内容
本发明提出一种无胶复合滤料及其制造工艺，解决了相关技术中滤料对空气中甲醛和细菌的去除率低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种无胶复合滤料，原料包括以下重量份组分：5-10份聚酯纤维、10-15份竹炭纤维、10-15份聚丙烯腈纤维、20-25份改性活性炭、0.5-1份分散剂、70-90份水；
所述改性活性炭为活性炭经聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯改性后得到。
本发明制备得到的复合滤料能够有效去除空气中的甲醛、细菌等，可在工业和商业环境中持续对空气中的有害气体和细菌进行净化，广泛适用于空气净化器、新风***、车载过滤器、袋式过滤器、W型过滤器。而且相比于传统夹碳布，本发明制备的复合滤料在使用后不会产生酸味，制备过程中不需要胶黏剂的添加，环保卫生，提高了对空气中甲醛和细菌的去除率。
作为进一步技术方案，所述活性炭、聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量比为50:4.2-4.8:0.2-0.8。
作为进一步技术方案，所述活性炭、聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量比为50:4.6:0.4。
作为进一步技术方案，所述改性活性炭的制备方法为：
A1、将聚乙烯亚胺、氨基甲酸乙酯和水混合后，得到混合溶液；
A2、将活性炭加入到混合溶液处理，得到改性活性炭。
作为进一步技术方案，所述A1中聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量和为混合溶液的2.2wt%-2.8wt%。
作为进一步技术方案，所述A2中处理温度为25-35℃，处理时间为24-48h。
作为进一步技术方案，所述A2中活性炭在使用前进行煅烧处理。
作为进一步技术方案，所述煅烧温度为400-500℃，煅烧时间为5-6h。
作为进一步技术方案，所述分散剂包括聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
本发明还包括一种无胶复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述原料混合均匀后，制得浆料；
S2、浆料经成网、定型、烘干，得到复合滤料。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明制备的复合滤料不需要加入胶黏剂，将改性活性炭与纤维混合后交织成网得到复合滤料，增加了对甲醛的去除率，其中改性活性炭为活性炭经聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯改性得到，将改性后的活性炭应用到复合滤料中，不仅进一步增加了对甲醛的去除率，还增加了对空气中细菌的去除率。
2、本发明通过限定聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量比为4.2-4.6:0.4-0.8，进一步提高了复合滤料对甲醛的去除率和对空气中细菌的去除率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、5份聚酯纤维、10份竹炭纤维、10份聚丙烯腈纤维、25份改性活性炭、0.5份聚乙烯醇、70份水混合均匀后，制得浆料；
S2、上述浆料通过湿法成网机抄造10次、定型、在60℃烘干，得到复合滤料。
其中改性活性炭的制备方法为：
A1、将4.8g聚乙烯亚胺、0.8g氨基甲酸乙酯和194.4g水混合后，得到混合溶液；
A2、将活性炭在400℃，煅烧时间为6h，冷却，得到预处理活性炭；
A3、取50g预处理活性炭加入到上述混合溶液中，在25℃，搅拌48h后，过滤、水洗，100℃烘干，得到改性活性炭。
实施例2
复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将7份聚酯纤维、12份竹炭纤维、12份聚丙烯腈纤维、23份改性活性炭、0.8份甲基纤维素、80份水混合均匀后，制得浆料；
S2、上述浆料通过湿法成网机抄造15次、定型、在80℃烘干，得到复合滤料。
其中改性活性炭的制备方法为：
A1、将4.2g聚乙烯亚胺、0.2g氨基甲酸乙酯和195.6g水混合后，得到混合溶液；
A2、将活性炭在450℃，煅烧时间为5.5h，冷却，得到预处理活性炭；
A3、取50g预处理活性炭加入到上述混合溶液中，在30℃，搅拌40h后，过滤、水洗、120℃烘干，得到改性活性炭。
实施例3
复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将10份聚酯纤维、15份竹炭纤维、15份聚丙烯腈纤维、20份改性活性炭、1份羟乙基纤维素、90份水混合均匀后，制得浆料；
S2、上述浆料通过湿法成网机抄造20次、定型、在90℃烘干，得到复合滤料。
其中改性活性炭的制备方法为：
A1、将4.8g聚乙烯亚胺、0.2g氨基甲酸乙酯和195g水混合后，得到混合溶液；
A2、将活性炭在500℃，煅烧时间为5h，冷却，得到预处理活性炭；
A3、取50g预处理活性炭加入到上述混合溶液中，在35℃，搅拌24h后，过滤、水洗、150℃烘干，得到改性活性炭。
实施例4
与实施例3相比，实施例4的不同之处在于，4.6g聚乙烯亚胺、0.4g氨基甲酸乙酯。
实施例5
与实施例3相比，实施例5的不同之处在于，4.2g聚乙烯亚胺、0.8g氨基甲酸乙酯。
对比例1
复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将10份聚酯纤维、15份竹炭纤维、15份聚丙烯腈纤维、20份活性炭、1份羟乙基纤维素、90份水混合均匀后，制得浆料；
S2、上述浆料通过湿法成网机抄造20次、定型、在90℃烘干，得到复合滤料。
对比例2
与实施例3相比，对比例2不添加氨基甲酸乙酯，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，对比例3不添加聚乙烯亚胺，其他与实施例3相同。
对比例4
与实施例3相比，对比例4将氨基甲酸乙酯替换为等量的尿素，其他与实施例3相同。
对比例5
与实施例3相比，对比例5将聚乙烯亚胺替换为等量的尿素，其他与实施例3相同。
试验例
测定实施例1-5及对比例1-5制备的复合滤料的甲醛去除率和抑菌率，测定方法如下：
甲醛去除率：甲醛吸附实验在1.6m3的空气仓中进行，空气仓尺寸为：0.9×0.9×1.8m。空气仓中甲醛污染物产生过程如下：在玻璃棒上卷5层医用脱脂纱布，用棉线固定，把0.2mL 0.2wt%的甲醛溶液滴加在纱布上，立即投入空气仓中，打开空气仓内的风扇促进甲醛挥发和浓度均匀，分别称取5g实施例1-5及对比例2-5中的改性活性炭、对比例1的活性炭置于培养皿中，放入空气仓内，分别采集放置样品前和放置样品12h后空气仓中甲醛的浓度，甲醛的浓度依据GB/T 18204.26《公共场所空气中甲醛测试方法》对甲醇浓度进行检测检测，并计算甲醛去除率，计算公式如下：
甲醛去除率（%）＝（放置样品前甲醛浓度-放置样品18h后甲醛浓度）/放置样品前甲醛浓度×100；
除菌率：将复合滤材裁切成￠243mm*￠167mm*260mm的圆柱形的复合滤材，得到试样，将试样放入空气净化器中12h，依据GB21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 空气净化器的特殊要求》测定除菌率；
测定结果如表1所示。
表1实施例1-5及对比例1-5的性能测试结果
与实施例3相比，实施例4-5改变聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯添加的质量比，结果实施例4制备的复合滤料的甲醛去除率和除菌率均高于实施例3、5，说明当聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量比为4.6:0.4时制备的改性活性炭应用到复合滤料中，可以提高复合滤料的甲醛去除率和除菌率。
与实施例3相比，对比例4将氨基甲酸乙酯替换为等量的尿素，对比例5将聚乙烯亚胺替换为等量的尿素，结果将对比例4-5制备的改性活性炭应用到复合滤料中，甲醛去除率和除菌率均低于实施例3，说明使用聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯共同对活性炭进行改性，可以提高复合滤料的甲醛去除率和除菌率。
与实施例3相比，对比例1中活性炭不进行改性，对比例2只添加聚乙烯亚胺进行改性，对比例3只添加氨基甲酸乙酯进行改性，结果对比例1-3中制备的改性活性炭应用到复合滤料中，甲醛去除率和除菌率均低于实施例3；说明使用聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯同时对活性炭进行改性，可以提高复合滤料的甲醛去除率和除菌率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，原料包括以下重量份组分：5-10份聚酯纤维、10-15份竹炭纤维、10-15份聚丙烯腈纤维、20-25份改性活性炭、0.5-1份分散剂、70-90份水；所述改性活性炭为活性炭经聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯改性后得到；
所述活性炭、聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量比为50:4.6:0.4；
所述改性活性炭的制备方法为：
A1、将聚乙烯亚胺、氨基甲酸乙酯和水混合后，得到混合溶液；
A2、将活性炭加入到混合溶液处理，得到改性活性炭；
所述A1中聚乙烯亚胺和氨基甲酸乙酯的质量和为混合溶液的2.2wt%-2.8wt%；
所述分散剂包括聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，所述A2中处理温度为25-30℃，处理时间为24-48h。
3.根据权利要求1所述的一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，所述A2中活性炭在使用前进行煅烧处理。
4.根据权利要求3所述的一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，所述煅烧温度为400-500℃，煅烧时间为5-6h。
5.根据权利要求1所述的一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，所述A2为将活性炭加入到混合溶液处理后烘干，得到改性活性炭；所述烘干温度为100-150℃。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种无胶复合滤料在去除甲醛和除菌中的应用，其特征在于，所述无胶复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述原料混合均匀后，制得浆料；
S2、浆料经成网、定型、烘干，得到复合滤料。
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