高效低阻的成型空气净化材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效低阻的成型空气净化材料及其制备方法，可用于化工、催化、环保、滤毒通风装置，该材料主要由骨架支撑材料和颗粒状或粉末状净化材料组成，使用热溶胶将颗粒状或粉末状净化材料均匀地粘附在一定形状的骨架支撑材料上，形成牢固的成型整体结构。所制备的成型结构净化材料可保持颗粒原有的净化活性基本不变。既可发挥小颗粒净化材料的高效率，又可因疏松骨架降低气流阻力，还可避免因运输、使用过程中的振动造成装填层中材料下沉形成的沟流短路现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种成型空气净化材料及其制备技术。该材料及使用该材料制备的净化过滤器，可用于化工、环保、催化和防毒领域。
技术介绍
颗粒状空气净化材料在使用过程中，特别是在空调箱或工业气体净化工艺中使用时，由于受风机压头及阻力能耗等限制，往往不得不使用较大颗粒(通常使用直径4_的柱状炭)，而大颗粒净化材料的较小的外表面及颗粒内扩散影响使得大颗粒净化材料的吸附层(无效层)较厚，降低了吸附反应效率及净化材料的有效利用率。特别是当通过净化层的气流流速较快时，无法使用簿层吸附器，造成滤器较大，有效吸附容量低，更换净化材料不方便。而小颗粒材料具有较大的外表面和较小的内扩散影响，产生薄的吸附层，但小颗粒材料的气流阻力较大，能耗及风机压头难以达到。颗粒材料的固定成型技术已有许多，一般都是在成品颗粒材料中加入胶液或胶粉再加热固化成型。应用这些技术可以制备整体结构的过滤材料、吸附材料等，如用颗粒活性炭固化成型后用于净水器、固定床吸附器等。但是，对于吸附、催化、防毒材料，大部分属于多孔材料，使用液态胶会进入材料的孔内，堵塞孔道，降低吸附性能。对于添加浸溃剂处理过的催化剂材料如果直接与胶粉混合，由于颗粒与胶粉密度和粒度不同，很难混合均匀，因此需要添加大量胶粉，成型后胶会覆盖材料的大量表面，使材料的使用性能大幅降低。另一种方法是用水将材料颗粒表面浸润，再与胶粉混合，这样胶粉比较容易均匀粘附在颗粒表面，减少胶粉的使用量。但是，在湿润和固化过程中，催化剂的活性组分很容易聚集和破坏，使催化活性大幅降低。而且，上述直接胶粘成形的小颗粒净化材料依然不能克服气流阻力偏大的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种成型空气净化材料及其制备方法。该材料主要由骨架支撑材料和颗粒状或粉末状净化材料组成，使用热溶胶或热固型胶将小颗粒状或粉末状净化材料均匀地粘附在一定形状的骨架支撑材料上，形成牢固的成型整体结构。本专利技术的技术方案如下: 一种高效低阻的成型空气净化材料，包括空气净化材料和热溶胶或热固型胶，其特征在于，所述的空气净化材料通过热溶胶或热固型胶粘接在具有适当孔隙的蜂窝状或网状的支撑骨架的表面。所述的支撑骨架的材料是蜂窝陶瓷、分子筛、氧化铝、纤维网、金属网、无纺毡、海绵、瓦楞板或复合多孔材料。所述的支撑骨架根据需要预制成平板状、圆筒状或所需任意形状。所述的空气净化材料是活性炭、活性氧化铝、分子筛、二氧化硅或含有以上材料的复合物，其性质是浸溃或非浸溃的；其形状是破碎颗粒状、柱状、球状或粉末状。所述的热溶胶是PU、EVA或其他融化温度合适的热熔材料；所述的热固型胶包括水溶性酚醛树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂。所述的热溶胶的融化温度低于支撑骨架的软化温度及空气净化材料的自燃温度。一种所述的高效低阻的成型空气净化材料的制备方法。其特征在于，制备过程如下: (1)将热熔胶加热融化，将支撑骨架浸于融化的液态热溶胶中片刻取出，迅速冷却，骨架上均匀地附着一层固化的热溶胶；或使用热固型胶则直接将支撑骨架浸于胶液中片刻取出； (2)将覆有胶的支撑骨架置于一容器中，向容器中充填小颗粒或粉末状的空气净化材料，直到净化材料将支撑骨架完全覆盖； (3)将上述容器置于烘箱中，将烘箱的温度设置在高于热溶胶的融化温度或热固型胶的固化温度，低于支撑骨架的软化温度，烘制I 4小时，将容器从烘箱中取出，在空气中冷却至室温； (4)将支撑骨架自容器中取出，去掉多余的空气净化材料，此时，骨架上已均匀的粘附了一层小颗粒或粉末空气净化材料，形成所需成型空气净化材料。本专利技术的技术效果是:这种粘结工艺使得胶粉与净化材料接触面积很小，不会覆盖堵塞净化材料的孔隙及活性表面，所以制备的成型结构空气净化材料可保持颗粒原有的净化活性基本不变。既可发挥小颗粒净化材料的高效率，又可因疏松骨架降低气流阻力，还可避免因运输、使用过程中的振动造成装填层中材料下沉形成的沟流短路现象。该材料可以在高气流流速下使用，产生较低的气流阻力，获得较高的吸附效率和有效容量。从而大幅减少净化材料的使用量，可以用于薄层单元滤器，增加过滤面积，降低阻力损耗，更换方便。具体实施方式实施例1: 1、材料和工具:蜂窝状尼龙网，厚度IOmm ;破碎状脱硫活性炭，粒径0.3-0.5mm ；EVA胶粉，软化温度80°C ;搪瓷盘，深度50mm。2、制备工艺:先将EVA加热至140°C融化成液态备用；将尼龙网浸于融化的液态EVA热溶胶中片刻取出，迅速冷却，尼龙网上均匀地附着一层固化的EVA热溶胶；将覆有固化EVA热溶胶的尼龙网置于搪瓷盘中，向容器中充填小颗粒脱硫活性炭，直到脱硫活性炭将尼龙网完全覆盖；将搪瓷盘置于烘箱中，将烘箱的温度设置在130°C温度，烘制2小时，将容器从烘箱中取出，在空气中冷却至室温；将尼龙网自容器中取出，去掉多余的脱硫活性炭颗粒，此时，尼龙网上已均匀的粘附了一层脱硫活性炭，形成所需厚度为IOmm的板状脱硫炭材料。实施例2: 1、材料和工具:蜂窝状陶瓷，厚度30mm ;活性氧化铝粉沫，粒径小于200目；水溶性酚醛树脂胶；搪瓷盘，深度50mm。2、制备工艺:先用水将水溶性酚醛树脂胶溶解稀释为液态备用；将蜂窝陶瓷浸于液态胶中片刻取出，蜂窝陶瓷上均匀地附着一层胶液；将其置于搪瓷盘中，向搪瓷盘中充填活性氧化铝粉沫，直到活性氧化铝粉沫将蜂窝陶瓷完全覆盖；将搪瓷盘置于烘箱中，将烘箱的温度设置在180°C温度，烘制2小时，将容器从烘箱中取出，在空气中冷却至室温；将蜂窝陶瓷自容器中取出，去掉多余的活性氧化铝粉沫，此时，蜂窝陶瓷上已均匀的粘附了一层活性氧化铝粉沫，形成所需的蜂窝形净化材料。该材料孔隙大，气流阻力低，可以在较高温度下使用。实施例3: 1、材料和工具:疏松无纺毡，厚度3mm ;—面带有热熔胶点的无纺布；破碎状活性炭，粒径0.3mm ；EVA胶粉40-60目，软化温度80°C ;热压辊。2、制备工艺:先将一面带有热熔胶点的无纺布与无纺毡热压粘合备用；将破碎状活性炭与EVA胶粉按10:1混合，均匀地布洒在一面覆有无纺布的无纺毡上，控制活性炭的用量约200g/m2，将 带有热熔胶点的无纺布覆盖在洒有活性炭的无纺毡上，经160°C热压后迅速冷却，制得厚度约3_两面覆有无纺布的柔软板状活性炭材料。该材料可以折叠成过滤器使用，扩大过滤面积，减小气流阻力。其余材质的支撑骨架和空气净化材料的具体工艺可以参照上述实施例，根据材料的理化参数对工艺进行适当调整和常规试验即可实现，在此不再赘述。性能对比实验: 将实施例1中制得的板状脱硫炭材料与使用相同材料制得的直径为2.5mm的颗粒脱硫活性炭进行二氧化硫净化试验。试验中二氧化硫气体的实验浓度为4ppm,通过气体流速为0.4m/s的连续气流。测得两种材料的净化效率如表I所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效低阻的成型空气净化材料，包括空气净化材料和热溶胶或热固型胶，其特征在于，所述的空气净化材料通过热溶胶或热固型胶粘接在具有适当孔隙的蜂窝状或网状的支撑骨架的表面。

【技术特征摘要】
1.一种高效低阻的成型空气净化材料，包括空气净化材料和热溶胶或热固型 胶，其特征在于，所述的空气净化材料通过热溶胶或热固型胶粘接在具有适当孔隙的蜂窝状或网状的支撑骨架的表面。2.根据权利要求1所述的高效低阻的成型空气净化材料，其特征在于，所述 的支撑骨架的材料是蜂窝陶瓷、分子筛、氧化铝、纤维网、金属网、无纺毡、海绵、瓦楞板或复合多孔材料。3.根据权利要求1所述的高效低阻的成型空气净化材料，其特征在于，所述 的支撑骨架根据需要预制成平板状、圆筒状或所需任意形状。4.根据权利要求1所述的高效低阻的成型空气净化材料，其特征在于，所述 的空气净化材料是活性炭、活性氧化铝、分子筛、二氧化硅或含有以上材料的复合物，其性质是浸溃或非浸溃的；其形状是破碎颗粒状、柱状、球状或粉末状。5.根据权利要求1所述的高效低阻的成型空气净化材料，其特征在于，所述 的热溶胶是PU、EVA或其他融化温度合适的热熔材料；所述的热固型胶包括水溶性酚醛树脂、聚氨酯或...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兰，李隆峰，栗丽，
申请(专利权)人：北京艾康空气处理系统有限公司，中国人民解放军六三九七一部队，
类型：发明
国别省市：