一種基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種除甲醛空氣凈化濾芯的設(shè)計(jì)、制備方法。該濾芯可以用于各種空 氣凈化器、空調(diào)以及新風(fēng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代人90%以上的時(shí)間在室內(nèi)或者車內(nèi)活動(dòng)。在有限空間內(nèi)，揮發(fā)性有機(jī)物（VOD) 的污染嚴(yán)重危害著現(xiàn)代人的健康。甲醛污染作為主要VOD污染，受到廣泛重視。甲醛的來(lái) 源比較復(fù)雜，主要包括脲醛/酚醛樹(shù)脂人造板、或者含有甲醛的膠合板、細(xì)木工板、中密度 纖維板和刨花板，復(fù)合地板；含有甲醛的裝飾材料，如墻紙、涂料、膠粘劑；制造過(guò)程中使用 甲醛，并可能有殘留的紡織纖維、染料、清潔劑等。
[0003] 甲醛由于其化學(xué)活性，可以直接破壞蛋白質(zhì)和生物分子結(jié)構(gòu)，給人體造成多方面 的健康影響。長(zhǎng)時(shí)間接觸低濃度甲醛會(huì)引起呼吸系統(tǒng)的不適，引發(fā)慢性呼吸道疾病，提高多 種癌癥，如鼻咽癌、結(jié)腸癌等的發(fā)病率。高濃度的甲醛甚至?xí)鹕窠?jīng)系統(tǒng)的疾病。孕婦、 兒童和老年人屬于最易受甲醛影響的人群。例如孕婦長(zhǎng)時(shí)間在甲醛超標(biāo)的環(huán)境中生活，易 誘發(fā)新生兒畸形和頭腦發(fā)育緩慢，甚至造成流產(chǎn)。
[0004] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局、國(guó)家環(huán)?？偩帧⑿l(wèi)生部制定的我國(guó)"室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)"明確規(guī)定居室內(nèi)的甲醛濃度不得超過(guò)〇. 1毫克/立方米。在新裝修的房間、辦公室等場(chǎng) 所，甲醛超標(biāo)的情況非常常見(jiàn)。而甲醛從裝修材料中的釋放是一個(gè)緩慢的過(guò)程，其釋放期可 達(dá)3-15年之久。因此通過(guò)不同的凈化裝置、如空氣凈化器、空調(diào)系統(tǒng)或新風(fēng)系統(tǒng)去除室內(nèi) 甲醛污染成為現(xiàn)代家居的重要選擇。
[0005] 目前室內(nèi)空氣凈化技術(shù)主要包括三類。第一類是通過(guò)活性炭、陶土、分子篩等多孔 材料進(jìn)行物理吸附。但通常吸附量有限，在溫度和濕度變化時(shí)，還會(huì)引起解吸附。第二類時(shí) 通過(guò)光催化或等離子、負(fù)離子技術(shù)催化氧化。但通常這些方法去除甲醛的速度較慢，而且無(wú) 法徹底去除。第三類是通過(guò)高錳酸鉀、過(guò)氧化鈣等對(duì)甲醛進(jìn)行直接氧化，從而達(dá)到去除甲醛 的目的。這類方法通常反應(yīng)速度快，去除率高。基于氧化法去除甲醛均需要有較大的氧化 劑負(fù)載量。其氧化劑以毫米級(jí)固體顆?；蜇?fù)載在其它毫米級(jí)載體(如活性炭、陶土、氧化鋁 分子篩等）上。然而這類設(shè)計(jì)雖然可以保證較高的甲醛去除效率，卻造成了很大的風(fēng)阻，風(fēng) 噪很大。特別是會(huì)影響到空氣凈化器、空調(diào)以及新風(fēng)系統(tǒng)單位時(shí)間潔凈空氣的排放量。特別 是新風(fēng)系統(tǒng)，由于其風(fēng)力較小，通常的除甲醛濾芯易造成其風(fēng)道的阻塞，影響其正常使用。 因此，發(fā)展風(fēng)阻小、凈化效率高的新型除甲醛濾芯是非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提出創(chuàng)新方案，尤其是一 種能夠快速有效去除空氣中甲醛的一種基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯。
[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的方案如下： 一種基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯，包括除甲醛涂層和鋁蜂窩板，所述鋁蜂 窩板是由六邊形孔道組成的板狀體，并且六邊形孔道與板狀體正面垂直方向夾角為5-20 度；所述除甲醛涂層是由除甲醛涂料涂覆在六邊形孔道內(nèi)表面干燥固化制得，所述除甲醛 涂料為混合物，該混合物組份包括活性炭、過(guò)氧化鈣、氧化鈣、二氧化錳、碳酸鉀、膠粘劑。
[0008] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出除甲醛涂料各組分活性炭、過(guò)氧化鈣、氧化鈣、二氧化錳、碳酸鉀、膠粘 劑的重量比比例范圍為1: (0.5-2): (0.5-2): (0.01-0. 2):(0. 2-0. 8): 0.5時(shí)去除空 氣中甲醛的效率最高。尤其是負(fù)載膠粘劑優(yōu)選為丙烯酸酯時(shí)效果更佳。
[0009] 本發(fā)明所述鋁蜂窩板是由六邊形孔道組成的板狀體，并且六邊形孔道與板狀體 正面垂直方向夾角為5-20度，其中六邊形孔道最大直徑為0. 6-2毫米，鋁蜂窩板厚度為 0. 5-1. 5厘米，六邊形孔道與板狀體垂直方向夾角優(yōu)選為10度時(shí)，2. 5分鐘甲醛去除率能達(dá) 到93%，10分鐘甲醛去除率能夠達(dá)到100%。本發(fā)明的濾芯風(fēng)阻是現(xiàn)有技術(shù)濾芯風(fēng)阻的1/50。 并且可以通過(guò)改變六邊形孔道的傾斜角度在風(fēng)阻與甲醛去除速度之間達(dá)到最佳平衡。
[0010] 本發(fā)明還提供一種用于制備基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯的方法，該方 法解決了除甲醛涂料在鋁蜂窩板上高效穩(wěn)定負(fù)載的技術(shù)難題，在直徑1毫米、厚度1厘米的 鋁蜂窩上的負(fù)載量可以達(dá)到5克/平方厘米。
[0011] 本發(fā)明所提供的一種基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯的制備方法，包括以 下步驟： 首先將活性炭與過(guò)氧化鈣、氧化鈣、碳酸鉀混合后得到混合物，然后加入與混合物等重 量的去離子水，再加入膠粘劑和二氧化錳，混勻，制得除甲醛涂料，所述二氧化錳的粒徑小 于1微米； 將除甲醛涂料與水按照1:0. 5-1 :2的比例混合均勻制得除甲醛涂料混合液，將鋁蜂窩 板浸入該除甲醛涂料混合液中，覆蓋均勻后，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)去除阻塞六邊形孔道的殘余除甲 醛涂料混合液，然后把負(fù)載有除甲醛涂料混合液的鋁蜂窩板烘干，使得除甲醛涂料混合液 固化成型除甲醛涂層，自然冷卻到室溫，所述鋁蜂窩板是由六邊形孔道組成的板狀體，并且 六邊形孔道與板狀體表面垂直方向夾角為5-20度。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選將除甲醛涂料于水按照1 :1的比例混合均勻。
[0013] 本發(fā)明一種基于斜孔鋁蜂窩板除甲醛空氣凈化濾芯所使用的除甲醛涂料各組分 的作用分別如下：活性炭增加涂料干燥后比表面積；過(guò)氧化鈣為氧化甲醛的主要成分；二 氧化錳作為催化劑可利用空氣中的氧氣和過(guò)氧化鈣反應(yīng)生成的氧氣氧化甲醛；氧化鈣可除 去多余水分，防止潮解；碳酸鉀可以中和生成的甲酸；丙烯酸酯可提高涂料在鋁蜂窩上的 附著力。
[0014] 在制備除甲醛涂料時(shí)，須先將活性炭與過(guò)氧化鈣、氧化鈣、碳酸鉀先混合得到混合 物，然后加入與混合物等重量的去離子水，最后加入膠粘劑和二氧化錳，混勻。其中二氧化 錳的粒徑小于1微米?；靹蚝蟊仨毩⒓词褂?。
[0015] 優(yōu)選除甲醛涂料各組分活性炭、過(guò)氧化鈣、氧化鈣、二氧化錳、碳酸鉀、膠粘劑的重 量比比例范圍為1: (0.5-2): (0.5-2): (0.01-0. 2):(0. 2-0. 8): 0.5時(shí)去除空氣中甲 醛的效率最高。尤其是采用丙烯酸酯作為膠粘劑時(shí)效果更佳。
[0016] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單、高效、風(fēng)阻小的除甲醛濾芯，用于空氣 凈化器、空調(diào)、和新風(fēng)系統(tǒng)。針對(duì)10立方米密閉空間，其甲醛去除率在2. 5分鐘內(nèi)可以達(dá)到 93%，10分鐘內(nèi)可以達(dá)到100%。
[0017] 本發(fā)明為基于斜孔鋁蜂窩除甲醛空氣凈化濾芯的復(fù)合材料。其基質(zhì)如圖1所示， 為蜂窩狀鋁板。在其表面負(fù)載活性炭、過(guò)氧化鈣、碳酸鉀等組成的除甲醛材料層后，可直接 用于多種空氣凈化器、空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)。鋁蜂窩可以極大降低風(fēng)阻，斜孔的設(shè)計(jì)可增加空氣 與除甲醛涂層之間的接觸面積和接觸時(shí)間