(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112337191 A(43)申请公布日 2021.02.09
(21)申请号 202011142077.4(22)申请日 2020.10.23
(71)申请人 绍兴蓝竹新材料科技有限公司
地址 312035 浙江省绍兴市越城区皋埠镇
樊江村
申请人 浙江合溢净化科技有限公司
浙江理工大学科技与艺术学院(72)发明人 单兴刚 聂凯 王刚强 章金芳
王鑫宇 陈淑君 冯华峰 斯文婷 潘小丹 朱玫琦 张欣雨 谢诗毓 陶埼波 (51)Int.Cl.
B01D 39/14(2006.01)B01D 53/86(2006.01)B01D 53/72(2006.01)B01D 46/00(2006.01)
(54)发明名称
一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法(57)摘要
本发明公开一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法，包括以下步骤：1）滤材处理剂的制备；2）甲醛光催化分解剂的制备；3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面；本发明解决了现有甲醛去除效果不佳的问题，利用聚乙酸乙烯酯作为去除剂，在醇解后与甲醛形成缩聚反应，实现了甲醛的快速去除，部分醇解后的聚乙烯醇与羟基纤维素、硅溶胶进行聚合交联，提高了涂层牢度，达到良好的去除效果。通过羟基纤维素与纳米硅胶可以保护聚乙酸乙烯酯隔离酸催化剂。
权利要求书1页 说明书5页
CN 112337191 ACN 112337191 A
权 利 要 求 书
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1.一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素10-40份、蓝莓叶多酚10-20份、海藻酸钠5-8份、柠檬酸钠3-6份、聚醋酸乙烯酯15-30份、十二烷基磺酸钠0.5-1份，纳米氧化铝30-50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸10-20份、乙醇5-10份、纳米二氧化硅胶体30-50份、蒸馏水3-5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3-10混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于或等于5nm氧化锌10-20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10-20份、硝酸银0.1-1份、乙醇40-60份、蒸馏水20-30份、硅酸乙酯1-5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置1-3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为3-6mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为10-30mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间10-20min，取出晾干，在烘箱温度100-200℃下热处理15-30min。
2.根据权利要求1所述的具有甲醛去除功能的滤材的制备方法，其特征在于，步骤1）中滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素40份、蓝莓叶多酚20份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠6份、聚醋酸乙烯酯30份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体50份、蒸馏水5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比10：1混合搅拌配置成滤材处理剂。
3.根据权利要求1所述的具有甲醛去除功能的滤材的制备方法，其特征在于，步骤2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银1份、乙醇40份、蒸馏水30份、硅酸乙酯5份。
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CN 112337191 A
说 明 书
一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法
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技术领域
[0001]本发明属于功能过滤材料制备技术领域，具体涉及一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法。
背景技术
[0002]甲醛是一种无色，有刺激性气味的气体，易溶于水、醇、醚。甲醛在工业中有广泛的用途。它常用于纺织、染料、皮革、树脂、油漆、塑料、橡胶、制药、炸药等。因此甲醛的污染主要来源于以上的产品。甲醛对人体的危害主要表现在如下方面：甲醛能与体细胞的原生质中的蛋白质结合，改变蛋白质内部结构并凝固，从而具有杀生力。在低浓度下最初刺激眼黏膜，在高浓度时刺激上呼吸道，引起咳嗽、胸闷，同时颈部有压迫感，并使黏膜溃烂，进而在肺部引起炎症。吸入甲醛后可引起食欲减退、厌食、体重减轻、衰弱、失眠症；如果经常接触会产生至敏现象，并可造成皮肤组织溃烂。甲醛对中枢神经系统有麻醉作用，尤其是对视力有强烈的毒害作用。此外甲醛还能损伤细胞内的遗传物质，是可疑的致癌物质。长期接触甲醛气体可引起头痛、软弱无力、排汗不规则、体温变化、脉搏加快、皮疹、湿疹、红肿等。因此世界卫生组织(WHO)和美国环境保护局将甲醛列为可疑的致癌物质与重要的环境污染物。由于考虑到甲醛的毒性，我国《食品卫生法》中明确规定禁止向食品中添加甲醛。在纺织行业我国和世界各国政府都规定了甲醛的限制，或制定纺织品的环保标签法。近些年来由于人们居主条件改善，我国已颁布了《居室空气中甲醛的卫生标准》。[0003]传统的PP滤纸、玻璃纤维、复合PP-PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维等滤材制作过滤装置，只能过滤颗粒物和粉尘，对空气中甲醛分子无法去除，并且过滤的粉尘颗粒会带入细菌、病毒等，影响空气净化质量，若在过滤材料表面引入净化涂层则需解决涂层牢固性和涂层外观等问题。
发明内容
[0004]针对现有技术中的问题，本发明提供一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法。考虑到涂层牢度和外观性：我们为此引入羟基纤维素、纳米硅溶胶与聚醋酸乙烯酯三者进行有机无机杂化缩聚起到提高涂层牢度；减少外观性影响，使用纳米粒子直径更小和低折射率纳米粉体（如氧化铝和氧化硅），减小涂层光泽影响。[0005]为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种具有甲醛去除功能的滤材的制备方法，包括以下步骤：
1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素10-40份、蓝莓叶多酚10-20份、海藻酸钠5-8份、柠檬酸钠3-6份、聚醋酸乙烯酯15-30份、十二烷基磺酸钠0.5-1份，纳米氧化铝30-50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸10-20份、乙醇5-10份、纳米二氧化硅胶体30-50份、蒸馏水3-5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3-10混合搅拌配置成滤材处理剂；
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说 明 书
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2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于或等于5nm氧化锌10-20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10-20份、硝酸银0.1-1份、乙醇40-60份、蒸馏水20-30份、硅酸乙酯1-5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置1-3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为3-6mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为10-30mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间10-20min，取出晾干，在烘箱温度100-200℃下热处理15-30min。[0006]本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有甲醛去除效果不佳的问题，利用聚乙酸乙烯酯作为去除剂，在醇解后与甲醛形成缩聚反应，实现了甲醛的快速去除，部分醇解后的聚乙烯醇与羟基纤维素、硅溶胶进行聚合交联，提高了涂层牢度，达到良好的去除效果。通过羟基纤维素与纳米硅胶可以保护聚乙酸乙烯酯隔离酸催化剂。[0007]2. 本发明利用药剂中的乙酸作为酸性催化剂，提升整体的酸性，促进甲醛去除，并利用部分聚乙烯醇缩甲醛在乙酸中溶解性，实现了基材甲醛快速去除，同时保证滤材本身的性能不受影响。剩余未反应完的聚乙酸乙烯酯和多余的醇解聚乙烯醇可以与羟基纤维素、硅溶胶形成有机无机反应聚合物，干燥聚合成膜。在形成干膜后，乙酸催化剂通过被纳米二氧化硅吸附而包裹，与去除剂隔离，在滤材进行过滤过程中风速和空气中水分影响下，酸催化剂可以逐步释放转移到吸附有去除剂的纳米二氧化硅聚合物表面，进行酸化催化反应，从而将通过滤材的或吸附的甲醛去除掉。[0008]3.本发明利用聚乙烯醇、羟基纤维素和硅溶胶进行三元聚合交联，通过低折射率氧化铝、氧化硅复合，掺杂进小纳米粒子直径二氧化钛和氧化锌，提高涂层牢度和抗老化性，减小涂层光泽外观影响。
[0009]4.本发明利用复合银离子的氧化锌和二氧化钛催化剂，能很好弥补前道工序中官能分子聚合物除甲醛通过化学反应方法短期快速大量除醛效果但持久性不足问题，而催化剂引入可以延长除醛抗菌性能，赋予滤材过滤装置或过滤袋具有持久分解甲醛和净化空气环保功能。
具体实施方式
[0010]结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。[0011]实施例1
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素40份、蓝莓叶多酚20份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠6份、聚醋酸乙烯酯30份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体50份、蒸馏水5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比10：1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银1份、乙醇
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说 明 书
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40份、蒸馏水30份、硅酸乙酯5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为6mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为30mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在烘箱温度200℃下热处理30min。[0012]实施例2
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素30份、蓝莓叶多酚20份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠3份、聚醋酸乙烯酯15份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体30份、蒸馏水3份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3：1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银0.1份、乙醇60份、蒸馏水30份、硅酸乙酯5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为3mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为10mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在烘箱温度100℃下热处理15min。[0013]实施例3
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素20份、蓝莓叶多酚15份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠6份、聚醋酸乙烯酯15份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体30份、蒸馏水5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3:1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银0.1份、乙醇50份、蒸馏水20份、硅酸乙酯5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置1h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为5mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为20mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在烘箱温度200℃下热处理15min。[0014]实施例4
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素25份、蓝莓叶多酚15份、海藻酸钠5份、柠檬酸钠5份、聚醋酸乙烯酯15份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅
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说 明 书
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胶体30份、蒸馏水5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3:1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银0.1份、乙醇50份、蒸馏水20份、硅酸乙酯5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置1h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为5mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为20mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在烘箱温度200℃下热处理15min。[0015]实施例5
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素35份、蓝莓叶多酚15份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠6份、聚醋酸乙烯酯15份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体30份、蒸馏水3份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比3：1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银0.1份、乙醇60份、蒸馏水30份、硅酸乙酯5份；
3）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为3mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为10mL/cm2；然后将滤材浸泡于步骤2）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在烘箱温度100℃下热处理15min。[0016]对比例1
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）滤材处理剂的制备：首先以质量份计称取以下各原料混合制得粉剂：水溶性羟基纤维素40份、蓝莓叶多酚20份、海藻酸钠8份、柠檬酸钠6份、聚醋酸乙烯酯30份、十二烷基磺酸钠0.5份，纳米氧化铝50份；
再以质量份计称取以下各原料混合制得液体制剂：乙酸20份、乙醇10份、纳米二氧化硅胶体50份、蒸馏水5份；将所述粉剂与液体制剂按照质量比10：1混合搅拌配置成滤材处理剂；
2）将步骤1）制备的滤材处理剂均匀涂覆在滤材表面，然后表面喷洒蒸馏水至滤材湿透，并静置3h，最后将滤材进行晾干；所述滤材处理剂的涂覆量为6mL/cm2，所述蒸馏水喷洒量为30mL/cm2；在烘箱温度200℃下热处理30min。[0017]对比例2
按照以下步骤制备具有甲醛去除功能的滤材：1）甲醛光催化分解剂的制备：以质量份计称取以下各原料混合制得甲醛光催化分解剂：粒径小于5nm氧化锌20份、粒径小于10nm的锐钛矿晶型二氧化钛10份、硝酸银1份、乙醇40份、蒸馏水30份、硅酸乙酯5份；
2）将滤材浸泡于步骤1）中制备的甲醛光催化分解剂中，浸泡时间20min，取出晾干，在
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说 明 书
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烘箱温度200℃下热处理30min。[0018]除甲醛性能测试
将按实施例1、对比例1和对比例2的制备方法制作复合涂层的过滤材，将实施例1、对比例1和对比例2三组滤材分别裁剪制作成一个直径50cm，长为50cm过滤袋，置于1m3试验舱内悬挂固定，让风通过过滤袋，在相同条件下进行对比测试，测试方法部分参照JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》标准中6.5净化效率的试验步骤，中间加365nm紫外灯功率10w，试验舱内放入甲醛动态散发源，浓度约为(1.0±0.2)mg/m3•h，以光催化类材料测试进行，为了得到三种测试滤袋甲醛去除效果对比，试验选取测试时间为5天，测得甲醛去除率，如下表所示。
[0019]
从测试结果可知，三种涂层对甲醛都有去除效果，由两种涂层复合过滤袋除甲醛效果更好。
[0020]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
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