一种能调节温度和净化空气的功能乳液，其包括微胶囊相变材料、纳米光催化材料和液态介质。本发明专利技术还提供了该功能乳液的制备方法、应用该功能乳液制备的复合空气过滤材料以及该复合空气过滤材料的制备方法。根据本发明专利技术制备的复合空气过滤材料具有调节温度、净化空气、抗菌、除挥发性有害气体的良好效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种能调节温度和净化空气的功能乳液，特别是一种含有纳米光催化材料和微胶囊相变材料的功能乳液，本专利技术还涉及所述功能乳液的制备方法以及包含该功能乳液的复合空气过滤材料。
技术介绍
20世纪70年代中期，能源危机的爆发，迫使世界各国认真重视节能技术的研究。在发达国家，建筑能耗占总的能耗30％～40％以上，因此各国非常重视建筑节能技术的研究。为了满足节能的要求，建筑物的密闭性大大加强了，新风量也减少了，这使得室内的空气污染物浓度大大提高了，恶化了室内空气质量。另一方面，有机合成材料在室内装饰及设备用具方面的广泛应用，致使挥发性有机化合物(Violate Organize Compounds，VOC)气体大量挥发，使室内的空气污染物浓度加剧，更加严重恶化了室内的空气质量。空气污染物浓度的升高，使室内的空气质量恶化，导致了建筑相关疾病(Building Related Illness，BRI)和病态建筑综合症(Sick BuildingSyndrome，SBS)。病态建筑综合症是因建筑物使用而产生的症状，包括眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、困倦、头痛、恶心、头晕、皮肤搔痒等。建筑相关疾病，它是可以经临床诊断确定到底是由于哪种因素导致的疾病，例如某些真菌能导致过敏性局部肺炎。室内空气污染严重地影响着人们的身体健康，工作生活和经济的发展。近年来，室内空气质量成为科学研究的一个热点。提高室内空气质量、除去空气污染物的一个主要的措施是使用空气过滤技术。常规的空气过滤材料只能除去空气中的颗粒物，不能够除去空气中的细菌、病毒、霉菌和花粉等生物气溶胶，不能除去VOC。常规空气过滤材料不能满足人们对室内空气质量的要求，开发一种在除去颗粒物的同时还能杀死空气中的细菌、病毒和除去VOC等功能的功能性空气过滤材料，成为当前研究的热点。-->光催化净化技术是近年来兴起的一种高科技前沿净化技术。半导体纳米粒子在紫外线照射下，半导体纳米粒子能够发生电子跃迁，产生活泼的价带空穴和导带电子，这种电子、空穴对和周围的水、氧气发生作用后，能产生有高氧化性能的自由基，将空气中的甲醛、苯、氨等污染物直接分解成无害的无机小分子，如CO2、H2O、N2等，能够将细菌、病毒等具有蛋白质结构的微生物杀死，并且将其分解成无害的无机小分子，从而达到净化空气的目的。日本的大金公司成功地把活性炭空气过滤材料和TiO2材料结合起来，开发了一种新型的空气过滤材料。这种空气过滤材料不仅能捕捉空气中的微粒，还能去掉空气中的异味，杀死空气中的细菌。实验表明，经过6小时后，大肠杆菌数由初始的190,000减少到10个。Jong Ho Lee，Misook Kang等人研究了使用纳米TiO2材料光催化的杀菌的性能。实验研究表明，在紫外线的辐射照度24W/m2下的情况下，照射60分钟后杀菌率细菌的存活率是0.4％。香港中文大学利用TiO2材料研制出空气过滤产品，应用在空气净化处理系统中。该产品与比传统紫外线照射相比，具有更好的杀菌效果。清华大学的张寅平、杨瑞等人研究了纳米TiO2材料的紫外光强对氧化速率的影响以及温度对氧化速率的影响，得出结论：(1)当光强大于一个太阳常数(1353W/m2)时，氧化速率正比于光强的平方根；反之，氧化速率正比于光强；(2)在一般空调温度范围(13～60℃)内，甲苯与1，3-丁二烯的氧化速率与温度呈同向变化关系，而甲醛则相反。中国专利ZL2612887、中国专利申请200420020859.0、中国专利申请200420020859.0报道了一种应用纳米光催化功能材料达到抗菌功能的专利；美国专利6,872,311报道了一种利用纳米纤维制备过滤材料的技术，专利EP1439147报道了一种利用纳米碳管结合纳米级金属材料制备滤材的方法。综合上述，有关空气过滤材料，如何高效快速地杀灭空气中的病菌与降低空气中的污染浓度以及节省能源仍然是相关领域的一个研究重点，其中纳米光催化材料在空气净化领域的应用受到特别重视；但是，如何增大纳米光催化材料的比表面积是当前研究的一个难点。因此，开发具有较大的纳米光催化材料的比表面积的材料，在具有节省-->能源的同时，可以通过除去空气中颗粒物的同时还能杀死空气中的细菌、病毒，同时除去空气中的VOC，从而改善室内空气质量的具有抗菌功能的复合空气过滤材料，是目前产业界急需解决的问题。
技术实现思路
为了便于理解本专利技术，首先对本专利技术的一些术语描述如下：(1)相变材料——在一定温度下发生物相变化的材料，例如具有一定熔点的石蜡、中或长链脂肪酸、烷烃如溴代十六烷等，它们在固定的相变温度下会发生从固态变成液态或从液态变成固态的相变，英文名Phase ChangeMaterials。(2)微胶囊相变材料——使用聚合物或其它材料，将相变材料包裹成微小的胶囊形状颗粒，即成微胶囊，包裹在微胶囊内部的相变材料因温度的变化而会发生相变，并产生吸热或放热反应，英文名为Micro-encapsulation ofPhase Change Materials，在本专利技术中将其简称为PCM。(3)纳米光催化材料——粒度达纳米级的具有光催化性的材料，例如本专利技术使用的纳米级粒度的ZnO、TiO2等。可简称NMP(Nanometer Materials ofPhotocatalysis)。(4)功能乳液——即本专利技术具有温度调节功能和抗菌功能的乳浊状均匀分散的液体，特别是含有纳米光催化材料和微胶囊相变材料的功能乳液。(5)空气过滤基材——可过滤空气中微小粒子的材料，例如可用于各种用途的纺织物等等，更具体的例如本专利技术的涤纶针刺毡。可简称为AFM(AirFiltration Materials)。(6)纳米光催化空气过滤材料——主要由纳米光催化材料和空气过滤基材复合制成的材料，这种材料是现有技术已知的。可简称为NMP-AFM。(7)纳米氧化锌空气过滤材料——当纳米光催化材料选用纳米氧化锌时，它与空气过滤基材复合制成的材料，即为纳米氧化锌空气过滤材料。可简称为ZnO-AFM。(8)纳米二氧化钛空气过滤材料——当纳米光催化材料选用纳米二氧化钛时，它与空气过滤基材复合制成的材料，即为纳米二氧化钛空气过滤材料。可简称为TiO2-AFM。-->(9)微胶囊相变空气过滤材料——主要由微胶囊相变材料和空气过滤基材复合形成的材料，简称为PCM-AFM。(10)复合空气过滤材料——即本专利技术涉及的材料，主要由纳米光催化材料、微胶囊相变材料和空气过滤基材复合形成的材料，可简称NMP-PCM-AFM。(11)纳米氧化锌复合空气过滤材料——上述复合空气过滤材料以氧化锌制成，可简称ZnO-PCM-AFM。(12)纳米二氧化钛复合空气过滤材料——上述复合空气过滤材料以二氧化钛制成，可简称TiO2-PCM-AFM。(13)功能材料——纳米光催化材料和微胶囊相变材料，统称为功能材料。(14)功能性空气过滤材料——上述(5)～(12)可统称为功能性空气过滤材料。本专利技术的目的在于，为了解决上述问题，提供一种用于制备复合空气过滤材料的功能乳液及其制备方法，并利用该功能乳液对过滤材料进行处理，可获得不仅具有智能温度管理特性而且具有抗菌功能的复合空气过滤材料，同时利用微胶囊相变材料的球体具有表面积较大的特性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能调节温度和净化空气的功能乳液，其包括：微胶囊相变材料，纳米光催化材料，和液态介质。
【技术特征摘要】
1. 一种能调节温度和净化空气的功能乳液，其包括：微胶囊相变材料，纳米光催化材料，和液态介质。2. 根据权利要求1所述的功能乳液，其包括：微胶囊相变材料： 5～400g，纳米光催化材料：微胶囊相变材料重量的 0.5～30％，柔软剂： 0～150g，粘合剂： 0～200g，液态介质： 加至1000ml。3. 根据权利要求1所述的功能乳液，其包括：微胶囊相变材料： 25～350g，纳米光催化材料：微胶囊相变材料重量的 1～20％，柔软剂： 25～150g，粘合剂： 25～180g，液态介质： 加至1000ml。4. 根据权利要求1～3任意一项所述的功能乳液，其中所述微胶囊相变材料中的相变材料的相变温度为0～60℃。5. 根据权利要求4所述的功能乳液，其中所述微胶囊相变材料中的相变材料的相变温度为15～35℃。6. 根据权利要求4所述的功能乳液，其中所述的相变材料选自：脂肪族烃化合物或其卤代物、脂肪酸或其酯类化合物、矿物中的一种或一种以上。7. 根据权利要求6所述的功能乳液，其中所述的相变材料选自：正二十八烷、正二十七烷、正二十六烷、正二十五烷、正二十四烷、正二十三烷、正二十二烷、正二十一烷、正二十烷、正十九烷、正十八烷、正十七烷、正十六烷、正十五烷、正十四烷、正十三烷、溴代十四烷、溴代十六烷、溴代十八烷、氯代二十烷、饱和十八烷酸、饱和十六烷酸、硬脂酸正丁酯、硬脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，宋庆文，韩慧，徐涛，胡军岩，梁才航，黄翔，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]
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