專利名稱：一種殺菌型空氣凈化材料及其制備的制作方法
技術領域：
本發明屬于空氣凈化材料，確切地說是關于具有過濾、吸附、殺菌三功能的空氣凈化材料及其制備方法。
隨著現代工業的發展，大氣污染越來越嚴重，許多國家制定了環境污染法，并相應地建立了各種凈化設施，但大氣污染仍然存在。由于家庭生活設施、吸煙等原因，也產生一些有害物質，污染室內空氣。這種室內外相結合的污染，較大地影響著人們的身體健康，因此，世界各國都把工業凈化和家庭室內凈化作為控制環境污染的重要研究課題。
美國sunstar公司生產的牌號為AC600凈化器所用的凈化材料只有過濾、吸附性能，不具備殺菌性能。CN91202244.2公開了一種高效家用空氣凈化器，其凈化材料是由活性炭過濾網和帶靜電聚丙烯過濾網組成，該材料只具備除塵、過濾、除異味的性能，也不具備殺菌性能。
本發明的目的是提供一種集殺菌、過濾、吸附于一體的三功能空氣凈化材料。
本發明的另一目的是提供一種該空氣凈化材料的制備方法。
本發明所說的空氣凈化材料分四層，依次是(1)6-8克/米2表面纖維殺菌劑；(2)厚度≤0.3毫米、纖維直徑為0.2-0.3微米的聚丙烯超細纖維過濾布；(3)自由厚度為0.3-4毫米、纖維直徑為1-2.5D、總重量為60-120克/米2聚丙烯纖維網；(4)總含炭量為100-600克/米2、自由厚度為2-12毫米的活性炭纖維網。
本發明所說的空氣凈化材料也可以分三層，依次是(1)6-8克/米2表面纖維殺菌劑；(2)纖維直徑為1-2.5D、自由厚度為0.3-4毫米、總重量為60-120克/米2聚丙烯纖維網；(3)總含炭量為100-600克/米2、自由厚度為2-12毫米的活性炭纖維網。
纖維殺菌劑的組成為(以重％計)；(1)醋酸洗必泰1-1.5％；(2)烷基酚聚氧乙烯醚1-1.5％；(3)烷基二甲基芐基氯化銨3-4％；(4)乙醇1-2％；(5)平衡量的水。
其配制方法是(甲)將醋酸洗必泰加入到50-70℃的水中，然后加入乙醇，攪拌1-3小時；(乙)將其它試劑混合攪勻；然后將(甲)與(乙)合并，攪勻，控制至無晶體析出，使用時，將其用水稀釋至95-105倍。
聚丙烯纖維網也可以用天然纖維和/或滌綸、尼龍等人造纖維網代替。
活性炭纖維網是將纖維直徑為2.5-9D、自由厚度為2-12毫米、總重量為40-120克/米2的滌綸噴膠棉的兩面施用活性炭纖維整理液而得。
活性炭纖維整理液的配方為(以重量份計)(1)活性炭100-130份；(2)羧甲基纖維素(CMC)0.3-1.2份；(3)聚丙烯酸酯40-60份；(4)氨水3-5份；
(5)水600-700份。
其配制方法是用上述配方2/3的水浸泡活性炭20-30小時，加入CMC攪拌5-10分鐘，再加入余量的水和氨水攪20分鐘，在使用之前加入聚丙烯酸酯粘合劑，在攪拌下進行噴涂。所說的聚丙烯酸酯主要是甲酯和丁酯的共聚物，也可以是聚丙烯酸乙酯。
活性炭是選自木制炭、椰殼炭、果殼炭、煤制炭之一或其混合物。其顆粒度1-3微米占50-80％，最大不超過5微米。
本發明所說空氣凈化材料的制備方法包括將纖維網進行含炭整理，針剌復合，除塵、濾煙整理、殺菌整理、烘燥等過程，其制備步驟如下(1)含炭整理在滌綸噴膠棉的一面于0.2-0.4MPa空氣壓力下，在車速為1.0-3.0米/分的條件下，施用活性炭纖維整理液，并均勻地滲透于噴膠棉的1/2層中，然后在140-170℃烘燥5-20分鐘，反復整理2-8次得到半成品A；(2)針剌復合及除塵濾煙整理在半成品A經過含炭整理的滌綸噴膠棉的一面與聚丙烯噴膠棉進行針剌復合，針剌車速為1.0-10米/分鐘，針剌1-2次得到半成品B；(3)含炭整理在半成品B未經含炭整理的滌綸噴膠棉的另一面，用與步驟(1)同樣的整理方法，施用活性炭纖維整理液，反復整理2-8次，纖維網的總含炭量為100-600克/米2，得到半成品C；(4)殺菌整理在半成品C聚丙烯噴膠棉的一面，熔噴0-0.3毫米的聚丙烯超細纖維，然后在0.1-0.2MPa壓力下，車速為1.0-1.5米/分，均勻地施用6-8克/米2的纖維殺菌劑，于90-100℃烘燥10-15分鐘，在15萬伏高壓下施加靜電或不施加靜電，即得具有過濾、吸附、殺菌三功能的空氣凈化材料。
施用活性炭纖維整理液和纖維殺菌劑的方式可以是噴涂、浸嘖等方式，最好是噴涂。
本發明空氣凈化材料有以下優點1.空氣阻力小，殺菌、過濾吸附效率高，其質量水平超過美國Sunstar公司AC600凈化器凈化材料，如本發明凈化材料的粉塵捕集率、氣體去除率、氣體去除容量比AC600凈化器的凈化材料分別高10％、56％、10.8倍。
2.由于本發明采用了一種殺菌效果好的纖維殺菌劑，因此，本發明凈化材料的殺菌效果比噴涂中德合資曼德林公司AT-91纖維殺菌劑凈化材料的殺菌效果好，其殺菌效率前者比后者高63％。
3.本發明凈化材料穩定性很好，將其貯存一年，其殺菌性能和吸附、過濾性能無明顯變化。
4.由于該凈化材料比較松軟，因此可以任意成型，如可以折疊，卷成筒狀物以及其它形狀。
5.本發明凈化材料可用于空氣凈化器、空調、環保、勞保、醫療以及軍事等領域。如裝有本發明凈化材料的滅菌空氣凈化器，用于精細化工廠高級化妝品車間，經霉菌生成季節(4月-7月)的實驗考驗，證明本發明凈化材料比普通活性炭纖維材料滅菌效果顯著，保證了精細化工產品的無菌合格率接近100％。
下面的實施例將對本發明進行進一步說明。
本發明各項指標的測定方法1.對苯蒸氣吸附量用動態吸附儀進行測定。
2.其它指標按照DJC型空氣凈化材料Q/320421 TZW003-94企業標準進行測定。
實例1活性炭纖維整理液的配制(以重量份計)將100份工業針劑炭(上海化工廠，最大粒度＜5微米，2微米占75％)加入450份水浸泡24小時，然后加入0.75份CMC(上海賽璐珞廠生產)，攪拌5分鐘，再加入250份水和10份濃度為25重％的氨水，攪拌15分鐘，在使用之前，加35份聚丙烯酸酯粘合劑(甲酯和丁酯的共聚物，北京東方化工廠，V20＝18厘泊)在攪拌下進行噴涂。
實例2纖維殺菌劑的配制(以重量份計)(甲)將1份醋酸洗必泰(錦州制藥廠)加入到100份60℃的水中，然后加1份市售的95％的乙醇，攪拌2小時；(乙)將1份烷基酚聚氧乙烯醚(太原化工廠，分析純)，3份烷基二甲基芐基氯化銨(上海化工廠，分析純)混合攪勻；然后將(甲)與(乙)合并，攪勻，控制至無晶體析出，使用時將其用水稀釋至100倍。
實例3按照以下步驟制備本發明空氣凈化材料。
(1)含炭整理在總重量為40-50克/米2、自由厚度為2-3毫米、纖維直徑為80％6D、20％2.5D的滌綸噴膠棉(中日合資丹陽市東方無紡布有限公司)的一面噴涂活性炭纖維整理液，并均勻地滲透于噴膠棉的1/2層中，噴涂條件空氣壓力0.2MPa，車速1.5米/分鐘。然后于145±5℃烘燥15分鐘，如此反復整理2次，制得半成品A；(2)針剌復合及除塵濾煙整理用半成品A經過含炭整理的滌綸噴膠棉的一面與自由厚度為1-1.5毫米，纖維直徑為2.5D、總重量為100克/米2的聚丙烯噴膠棉進行2次針剌復合，針剌車速為2米/分鐘，制得半成品B；(3)含炭整理在半成品B未經含炭整理的滌綸噴膠棉的另一面，用與步驟(1)同樣的整理方法，噴涂活性炭纖維整理液，反復整理2次，纖維網的總含炭量100-120克/米2，制得半成品C；(4)殺菌整理在半成品C聚丙烯噴膠棉的一面熔噴0.3毫米的聚丙烯超細纖維，然后在0.1MPa壓力F，車速為1.5米/分鐘，均勻噴涂6-8克/米2纖維殺菌劑，并于90-100℃烘燥15分鐘，最后在15萬伏高壓下施加高壓靜電，即得本發明凈化材料a，其理化性能見表1。
實例4-7制備方法同實例3，只是滌綸噴膠棉的厚度(毫米)、總重(克/米2)分另是4-5、60-70；6-7、80-90；8-9、90-100；10-11、100-120。含炭整理的次數和纖維網總含炭量(克/米2)分別是3-4、210-240；4-5、280-300；5-6、350-400；7-8、500-600，制得本發明凈化材料b、c、d、e，其理化性能見表1。
對比例1將美國Sunstar公司AC600凈化器的凈化材料k按照同樣的測試方法進行吸附、過濾性能的測試，其理化性能見表1。
由表1可以看出本發明凈化材料的粉塵捕集率，氣體去除率，氣體去除容量與美國AC600凈化器的凈化材料相比，在同樣的測試條件下，分別高10％、56％、10.8倍。
對比例2制備方法同實例3，只是在步驟(4)進行殺菌整理時，用中德合資曼德林公司AT-91殺菌劑代替本發明殺菌劑，制得比較凈化材料1，其殺菌效率見表1。
由表1可以看出本發明凈化材料，其殺菌效率比涂有AT-91殺菌劑凈化材料的殺菌效率高63％。
表1
<p>注1.空氣阻力測試條件氣流比速0.8升/厘米·分鐘；2.氣體去除率和氣體去除容量測試條件有害氣體(SO2或NO2)濃度＝0.5-1.5PPM；3.粉塵捕集率和粉塵保持容量測試條件粉塵粒度滑石粉，2微米占75％，粉塵濃度100毫克/米3；4.對苯蒸氣吸附量的測試條件P/Po＝0.175，25℃；5.測試溫度25±3℃、空氣相對濕度50±5％。
實例8制備方法中的步驟(1)、(2)、(3)同實例3，只是步驟(4)不同。
(4)殺菌整理在半成品C聚丙烯噴膠棉的一面，均勻地噴涂6-8克/米2纖維殺菌劑，噴涂條件壓力0.1MPa，車速1.5米/分鐘。然后在90-100℃烘燥15分鐘，制得凈化材料f，其理化性能見表2。
實例9-12制備方法同實例8，只是滌綸噴膠棉的厚度(毫米)、總重(克/米2)分別是4-5、60-70；6-7、80-90；8-9、90-100；10-11、100-120。含炭整理的次數和纖維網總含炭量(克/米2)分別是3-4、210-240；4-5、280-300；5-6、350-400；7-8、500-600，制得本發明凈化材料g、h、i、j，理其化性能見表2。
表2
實例13對本發明凈化材料進行貯存穩定性試驗。
將實例5和實例10的凈化材料c、h放置在倉庫中存放一年，定期測試其殺菌性能和吸附過濾性能變化情況，結果見表3。
由表3可以看出本發明凈化材料c、h貯存一年，其殺菌性能和吸附過濾性能無明顯變化。
權利要求
1.一種含有活性炭纖維網和聚丙烯纖維網的空氣凈化材料，其特征在于該凈化材料分四層第一層是6-8克/米2表面纖維殺菌劑，第二層是厚度≤0.3毫米、纖維直徑為0.2-0.3微米的聚丙烯超細纖維過濾布，第三是自由厚度為0.3-4毫米、纖維直徑為1-2.5D、總重量為60-120克/米2聚丙烯纖維網，第四層是總含炭量為100-600克/米2，自由厚度為2-12毫米的活性炭纖維網。
2.一種含有活性炭纖維網和聚丙烯纖維網的空氣凈化材料，其特征在于該凈化材料分三層，第一層是6-8克/米2表面纖維殺菌劑，第二層是纖維直徑為1-2.5D、自由厚度為0.3-4毫米，總重量為60-120克/米2聚丙烯纖維網，第三層是總含炭量為100-600克/米2、自由厚度為2-12毫米的活性炭纖維網。
3.根據權利要求1或2所說的凈化材料，其特征在于纖維殺菌劑的組成為(以重％計)(1)醋酸洗必泰1-1.5％；(2)烷基酚聚氧乙烯醚1-1.5％；(3)烷基二甲基芐基氯化銨3-4％；(4)乙醇1-2％；(5)平衡量的水。
4.根據權利要求1或2所說的凈化材料，其特征在于聚丙烯纖維網也可以用天然纖維和/或滌綸、尼龍等人造纖維網代替。
5.根據權利要求1或2所說的凈化材料，其特征在于活性炭纖維網是將纖維直徑為2.5-9D、自由厚度為2-12毫米、總重量為40-120克/米2的滌綸噴膠棉的兩面施用活性炭纖維整理液而得，所說的活性炭纖維整理液的配方為(以重量份計)(1)活性炭100-130份；(2))羧甲基纖維素0.3-1.2份；(3)聚丙烯酸酯40-60份；(4)氨水3-5份；(5)水600-700份。
6.權利要求1或2所說的凈化材料的制備方法，包括將纖維網進行含炭整理，除塵濾煙整理、烘燥等過程，其特征在于還要進行針剌復合和殺菌整理，該方法按照下列步驟進行(1)含炭整理在滌綸噴膠棉的一面，于0.2-0.4MPa空氣壓力下，在車速為1.0-3.0米/分的條件下，施用活性炭纖維整理液，并均勻地滲透于噴膠棉的1/2層中，然后在140-170℃烘燥5-20分鐘，反復整理2-8次得到半成品A；(2)針剌復合及除塵濾煙整理在半成品A經過含炭整理的滌綸噴膠棉的一面，與聚丙烯噴膠棉進行針剌復合，針剌車速為1.0-10米/分，針剌1-2次得到半成品B；(3)含炭整理在半成品B未經含炭整理的滌綸噴膠棉的另一面，用與步驟(1)同樣的整理方法，施用活性炭纖維整理液，反復整理2-8次，纖維網的總含炭量為100-600克/米2得到半成品C；(4)殺菌整理在半成品C聚丙烯噴膠棉的一面，熔噴0-0.3毫米的聚丙烯超細纖維，然后在0.1-0.2MPa壓力下，車速為1.0-1.5米/分，均勻地施用6-8克/米2的纖維殺菌劑，并于90-100℃烘燥10-15分鐘，最后在15萬伏高壓下施加靜電或不施加高壓靜電，即得具有過濾、吸附、殺菌三功能的空氣凈化材料。
全文摘要
本發明是一種具有過濾、吸附、殺菌三功能的空氣凈化材料及其制備方法。該凈化材料是由表面纖維殺菌劑、0-0.3毫米聚丙烯超細纖維過濾布、聚丙烯纖維網和活性炭纖維網組成，其制備方法包括將纖維網進行含炭整理，針刺復合，除塵濾煙整理、殺菌整理、烘燥等步驟。本發明凈化材料具有空氣阻力小，殺菌、吸附、過濾效率高、任意成型等特點。
文檔編號B01D39/08GK1125631SQ9411337
公開日1996年7月3日 申請日期1994年12月28日 優先權日1994年12月28日
發明者張建德, 張建廷, 廖煥然 申請人:張建德