一种室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的制备方法与流程

日期:2019-05-22 09:23:40

本发明属于滤芯材料制备领域,尤其是涉及一种室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的制备方法。



背景技术:

全世界每年近30万人因患哮喘病死亡,其中儿童占到35%,肺癌发病率也持续攀升。在我国大部分地区,特别是工业集中的华北地区,PM2.5占空气悬浮颗粒物质量的一半以上。因此,空气过滤的应用范围将不断扩大,空气过滤系统不仅要保护机械设备,更要保护人体健康。如今人们在室内度过的时间占到90%以上,而室内空气污染水平为室外的2-5倍,室内空气污染已成为危害人类健康的隐形杀手。使用空气净化器是去除室内空气污染物的一种有效方法。其主要原理是空气经过纤维制成的过滤器时,空气中悬浮颗粒物被纤维材料截留,进而与空气分离,实现空气净化。因此,空气净化器的过滤性能最主要取决于其滤芯材料。

当前室内空气净化器主流使用单层滤芯,其主要通过纤维网络的孔隙结构,采用拦截、吸附、形成滤饼等方式截留颗粒污染物,达到净化过滤目的。但是限于单一密度的纤维层结构,单层滤芯难以具备良好的综合过滤性能,只能在过滤效率和精度、容尘能力、工作寿命等性能方面进行协调。在空气净化器滤芯制备领域,中国专利(CN 204723969U)“一种湿式空气净化器滤芯”提供了一种包括进水管、喷淋器、无纺布层、沙砾层、活性炭层、网格层和排污口的湿式空气净化器滤芯,浑浊的空气经过湿润的无纺布层、沙砾层、活性炭层和网格层后排出,水流不仅能过滤空气,还能够对过滤层进行清洗;中国专利(CN 205065970U)“一种负离子活性炭空气净化器滤芯”包括卡套及设置在卡套上的活性炭过滤网层,所述卡套的本体最内侧设置有蜂窝板,所述蜂窝板外侧依次设置有预过滤网层、活性炭过滤网层、陶瓷片过滤网层以及无纺布层,所述无纺布层外侧套装有加强塑料编织网;所述卡套两端中间位置开设有通孔,位于一侧的通孔内部设置有负离子发生器,所述负离子发生器外接电源插头;中国专利(CN 204933081U)“一种空气净化器滤芯”设计的空气净化器滤芯可以放置在需要过滤的装置中,过滤网一侧对着外面,对进入的空气进行第一次过滤,然后经过储存箱体中的活性炭对空气进行净化,然后再通过蜂窝板过滤排出,使空气得到有效净化;美国专利(US 20120097037A1)“Air filter material using laminated electret nonwoven fabric”提供了一种使用非织造布复合驻极体的空气过滤材料。至今为止,还未出现100%利用不同类型植物纤维原料制备室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的相关工艺技术出现。



技术实现要素:

为了填补这一技术领域的空白,本发明提供一种性能优异、使用寿命长、环保清洁的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的制备方法,包括以下步骤:

1)将非木材纤维浆板和丝光浆板分别打浆至30-36SR°,得到非木材纤维浆料和丝光浆料;

2)将步骤1)中得到的非木材纤维浆料抄造成定量60-70g/m2的上层滤芯材料;

3)将步骤1)中得到的丝光浆料抄造成定量55-65g/m2的下层滤芯材料;

4)采用层间湿法复合工艺将步骤2)中得到的上层滤芯材料和步骤3)中得到的下层滤芯材料以2-4:1的质量比压榨复合形成润湿状态的复合滤芯材料;

5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料干燥成型,得到孔径为0.5-0.75μm的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料。

作为优选,所述的非木材纤维浆板为稻杆浆板、麦秆浆板或蔗渣浆板中的一种。

作为优选,所述步骤1)中打浆过程的打浆浓度为0.5-1%。

作为优选,所述步骤5)中的干燥温度为70-90℃,干燥时间为35-50min,干燥真空度为0.6-0.8MPa。

本发明采用100%不同类型植物纤维,最终制备综合性能优异、环境友好的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料,有利于提高室内空的清洁度,使室内环境更加安全舒适,降低因室内空气污染而引起的呼吸系统疾病发病率。

本发明采用双层结构的100%植物纤维原料制备复合滤芯,兼具较高的过滤精度、容尘能力及较低的过滤阻力,双层材料间能够优势互补,充分发挥不同材料的特性;且每层滤材具有不同密度和过滤效率,空气通过滤芯时,各层滤材可沿气流方向高效滤除不同粒径的污染颗粒。

综上所述,本发明的有益效果是:成本较低,滤芯性能优异、使用寿命长,环保清洁,节约能源。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的室内空气净化器用绿复合滤芯材料的扫描电子显微镜(SEM)照片:(a)为复合滤芯材料表面SEM照片;(b)为复合滤芯材料截面SEM照片。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对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的一部分实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

实施例一

1)将稻杆浆板和丝光浆板分别打浆至30SR°和34SR°,打浆浓度为1%,得到经打浆的稻杆浆料和丝光浆料;

2)将步骤1)中得到的经打浆的稻杆浆料抄造成定量为62g/m2的上层滤芯材料;

3)将步骤1)中得到的经打浆的丝光浆料抄造成定量为55g/m2的下层滤芯材料;

4)采用层间湿法复合工艺将以上得到的上层滤芯材料和下层滤芯材料,其中上层滤芯材料和下层滤芯材料的质量比为2:1,压榨、复合,形成润湿状态的复合滤芯材料;

5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料在70℃、0.8MPa的真空度下干燥40min,得到孔径为0.72μm的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料(1)。

实施例二

1)将麦秆浆板和丝光浆板分别打浆至32SR°和36SR°,打浆浓度为0.5%,得到经打浆的麦秆浆料和丝光浆料;

2)将步骤1)中得到的经打浆的麦秆浆料抄造成定量为70g/m2的上层滤芯材料;

3)将步骤1)中得到的经打浆的丝光浆料抄造成定量为65g/m2的下层滤芯材料;

4)采用层间湿法复合工艺将以上得到的上层滤芯材料和下层滤芯材料,其中上层滤芯材料和下层滤芯材料的质量比为3:1,压榨、复合,形成润湿状态的复合滤芯材料;

5)将步骤4)中得到的润湿状态的复合滤芯材料在80℃、0.7MPa的真空度下干燥50min,得到孔径为0.63μm的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料(2)。

实施例三

1)将蔗渣浆板和丝光浆板分别打浆至36SR°和30SR°,打浆浓度为0.8%,得到经打浆的蔗渣浆料和丝光浆料;

2)将步骤1)中得到的经打浆的蔗渣浆料抄造成定量为60g/m2的上层滤芯材料;

3)将步骤1)中得到的经打浆的丝光浆料抄造成定量为60g/m2的下层滤芯材料;

4)采用层间湿法复合工艺将以上得到的上层滤芯材料和下层滤芯材料,其中上层滤芯材料和下层滤芯材料的质量比为4:1,压榨、复合,形成润湿状态的复合滤芯材料;

5)将此润湿状态的复合滤芯材料在90℃、0.6MPa的真空度下干燥35min,得到孔径为0.5μm的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料(3)。

测定实施例一、二、三制备得到的三种室内空气用绿色复合滤芯材料的性能参数。表1为由实施例一、二、三所制备的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料性能参数的表征结果。由表1中数据可知,采用本发明所述的制备方法获得的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的性能参数(1)、(2)、(3)厚度分布在0.47-0.48mm,孔径分布在0.5-0.72μm,过滤效率在96-98%之间,表观结构上与室内空气净化器用普通单层滤芯材料相近,而过滤效率高于普通单层滤芯材料,说明其可实现普通单层滤芯材料的完全替代与升级。

如图1,从实施例1制备的室内空气净化器用绿色复合滤芯材料的SEM照片可看出,其表面形貌与室内空气净化器用普通单层滤芯材料较为相近;但从截面照片可以看出,其由上、下两层滤芯材料复合而成,进而可提升其使用过程中的过滤效率。

表1

上述具体实施方式用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。



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