一种炭颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及炭加工领域，尤其涉及炭颗粒及其制备方法。本发明专利技术提供了一种炭颗粒，包含炭粉35-80重量份、有机酸15-55重量份，所述炭颗粒在空气相对湿度80%、甲醛含量0.8ppm的空间中放置24h，增重2%以上。本发明专利技术还提供了一种炭颗粒制备方法，依次包括以下步骤：a.按重量份混合35-80份炭粉和15-55份有机酸；b.常温存放5-8h，使有机酸充分渗透炭粉；c.将有机酸充分渗透过的炭粉机械挤压成炭颗粒；d．将炭颗粒烘干3-5h。本发明专利技术能制得不带焦烟味、硬度适中、不掉粉不渗漏、抗静电能力强、屏蔽电磁波能力强和吸附能力高的炭颗粒；研究设计的制备工艺简单易操作，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炭加工领域，尤其涉及炭颗粒及其制备方法。
技术介绍
炭具有多孔结构和吸附特性，可用于汗水、口水及和污染气体等吸附，能改善环 境，促进人的睡眠。随着人民环保意识和健康意识的增强，竹炭更广泛应用到枕头、床垫、坐 垫、室内空气净化等领域。但由于炭易碎，加工过程有许多粉状炭粉，在用作床上用品时有 的还存在着炭粉渗漏等现象。1991年日本开始研制竹醋液，就竹炭和竹醋液的应用进行有益的探索。竹醋液是 由竹炭及其加工剩余物热解后收集得到的气体在常温下冷凝成的红褐色或茶褐色液体产 物，含有机酸、酚类、酮类、醛类、醇类及杂环类等近300种成分。竹醋液具有高吸附性，有除 臭、杀菌等功效。CN200610052739. 2公开了 “一种炭珠的制备方法及炭珠的用途”，将竹炭粉、竹木 焦油和淀粉混合制备而成。然而，该产品硬度大，并且竹木焦油具有较重的焦烟味，用于床 上用品时会使人难以入睡；选用淀粉作为粘合剂，影响炭的吸附性能，最终使制成的炭珠不 具有所需的吸附能力、抗静电能力和屏蔽电磁波能力。现有技术也有使用记忆性海绵填充炭制备枕头，但是炭炭容易渗漏，加入量有 限制；并且在将炭粉制成炭颗粒中其他常用的粘合剂如糊精、明胶等也影响炭的吸附能力、 抗静电能力等性质，因此有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，能够制备抗静电能力强、屏蔽电 磁波能力强、吸附能力高、不易掉粉的炭颗粒。一种炭颗粒，包含炭粉35-80重量份、有机酸15-55重量份，所述炭颗粒在空气相 对湿度80%、甲醛含量0. 8ppm的空间中放置Mh，增重m以上。炭粉与有机酸混合制备的炭颗粒，驱除了现有技术使用竹木焦油制备炭颗粒带来 的焦烟味，应用在生活家居中能带来抗静电能力强、屏蔽电磁波能力强、吸附能力高、不易 掉粉、清洁干净。本专利技术选用竹炭粉和竹醋制备炭颗粒，结合并加强了竹木醋液和竹木炭粉的吸附 性、抗静电能力、屏蔽电磁波能力的优点。作为本专利技术技术方案的一种优选，所述的炭颗粒还包括5-10份助剂。添加5-10%重量助剂能进一步改善炭颗粒的硬度和掉粉现象，并且不影响炭粉和 有机酸的原有性质；最后制得硬度适中、不掉粉不渗漏、抗静电能力强、屏蔽电磁波能力强 和吸附能力高的炭颗粒。作为本专利技术技术方案的进一步优选，所述炭颗粒包含炭粉74份、有机酸20份和助 剂6份，搅拌均勻。作为本专利技术技术方案的更进一步优选，所述的助剂包括粘合剂、固化剂、增韧剂。更优选地，所述的粘合剂为陶土、硅藻土或羧甲基纤维素钠(CMC-Na)中的一种或 几种。更优选地，所述的固化剂为戊二醛或二乙烯基三胺(DETA)；所述的增韧剂为氯化 聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或聚酰胺树脂。本专利技术选择的粘合剂既能使渗透了有机酸的炭粉有效粘结在一起，不易掉粉；又 避免了炭粉结块、吸附性能受影响的缺点。一种炭颗粒制备方法，依次包括以下步骤a.按重量份混合35-80份炭粉和15-55份有机酸；b.常温存放5-8h，使有机酸充分渗透炭粉；c.将有机酸充分渗透过的炭粉机械挤压成炭颗粒； d.将炭颗粒烘干3- ！。作为本专利技术技术方案的进一步优选，所述的炭粉为竹炭粉，有机酸为竹醋，所述的 竹炭粉和竹醋通过以下方法制得(1)在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐 下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而 上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹 醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；控制所述燃烧区不同位置的温度差进行阶梯式升温，使竹子下 移过程中经历的燃烧区以5-15°C/min的速率升温至700-750°C并保温40-80min，然后再以 5-15°C /min的速率升温至1000-1500°C并保温2_8h ；(2)将上步制得的竹炭制得炭粉，收集上步获得的竹醋。作为本专利技术技术方案的一种优选，所述步骤c是将炭粉挤压成型成片状、球状、圆 柱形或方形。更有选地，所述步骤c是将炭粉挤压成圆球状。所述球状炭颗粒的粒径优选为 1-2 μ m0使用粒径为1_2μπι的球状炭颗粒，可以在制备家居生活用品如放于抽屉或衣柜的 炭包、记忆性海绵枕头时使硬度适中，炭颗粒不易渗漏、填充量更多。综上所述，本专利技术具有以下有益效果1、制得不带焦烟味、硬度适中、不掉粉不渗漏、抗静电能力强、屏蔽电磁波能力强和吸 附能力高的炭颗粒；2、研究设计的制备工艺简单易操作，适于工业化生产。附图说明图1是制备本专利技术竹炭和竹醋的炭化立式移动床的温度控制系统示意图。其中， A-干燥区；B-预炭化区；C-炭化区；D-煅烧区；E-冷却区；F-带CPU的温度感应 装置；dl/d2/d3-助燃物导入孔；tl/t2/t3-测温点。具体实施例方式实施例一炭颗粒制备4木炭粉(上海海诺炭业有限公司)，100目，占总重量80份； 醋酸(含酸量40%)，占总重量20份。按上述重量份混合木炭粉和醋酸，常温存放他后，再经成型机挤压经醋酸充分渗 透的木炭粉，在80°C烘箱中烘干5h，制成直径为5 μ m的片状炭颗粒。检测电阻检测用木炭精炼计测定炭颗粒电阻值，平均值为10 Ω/cm ； 吸附性能检测按照 GB/T18204. 26-2000, GB/T18204. 25-2000、GB/T12496. 5-1999 测 定所得木炭颗粒的吸附性，包括吸湿、吸附有害气体如甲醛、氨、苯、甲苯、二氯甲烷和四氯 化碳等毒害气体和水质净化。通过计算竹炭质量变化情况，得到竹炭吸附率和吸附动态变 化过程。IOOg本专利技术的片状木炭颗粒和IOOg市场上的普通炭颗粒放在新装修房间中(空气 相对湿度80%，甲醛含量1. lppm) Mh，称重后得本专利技术炭颗粒102g，即增重2%，房间内甲醛 浓度下降到0. Ippm以下；而普通炭颗粒最多增重0. 5g。电磁波屏蔽性能检测按照中华人民共和国电子行业军用标准SJ20524-1995电 磁屏蔽衬垫屏蔽质量的测量方法测定，频谱分析仪显示本专利技术的片状木炭颗粒电磁波屏蔽 能力达30分贝；而市场上的普通炭颗粒电磁波屏蔽能力为20分贝以下。表面强度S测试炭颗粒的掉粉现象主要是由于表面抗张强度不够引起的。S=2F。/(沉 hd)；式中，S:抗张强度(MPa)，Fc:硬度(N)，d:片径(mm)，h:片厚(mm)。测得，本专利技术的片状木炭颗粒S为0. 5MPa，而市场上的普通炭颗粒S为0. IMPa0本专利技术的片状木炭颗粒吸湿后在含水率约为10%的情况下的掉粉实验用电子天 平称量1000. OOg炭颗粒，平铺在白色绸布上，放入JB 20034-2004药用旋涡振动式筛分 机，振动30min，取出炭颗粒。肉眼观察，白色绸布上无炭粉掉落；用电子天平称量，炭颗粒 为999. 9g,减少0. 1%。，证明几乎不掉粉。而市场上的普通炭颗粒同样条件掉粉测试后，减重5%以上，掉粉较严重。实施例二 炭颗粒制备竹炭粉200目，电阻值平均为0. 5 Ω /cm, PH值7，占总重量74份； 竹醋含酸量5%，占总重量20份；助剂粘合剂CMC-Na占总重量2份；固化剂DETA占总重量2份；增韧剂CPE占总重 量2份。按上述重量份混合竹炭粉、竹醋和助剂，常温存放证后，再经成型机挤压经竹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭颗粒，其特征在于：包含炭粉３５－８０重量份、有机酸１５－５５重量份，所述炭颗粒在空气相对湿度８０％、甲醛含量０．８ｐｐｍ的空间中放置２４ｈ，增重２％以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建中，
申请(专利权)人：浙江建中竹业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33