[发明专利]一种含活性炭的空气过滤材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含活性炭的空气过滤材料及其生产方法。

背景技术

随着建筑物的密集化、汽车数量的剧增、工业排放的增加等，导致空气中复合型挥发性有害气体的排出量增加。而目前一般生产的过滤材料是夹持活性炭的，从而达到吸附空气中的有害气体。然而仅仅除臭是不够的，如果易燃物质附着在过滤材料上且接触到火焰的话，过滤材料就会燃烧。目前，虽有通过在过滤材料上涂覆阻燃剂，但该过滤材料起不到除臭的作用，而且过滤材料经长时间使用后，其表面的阻燃剂会脱落，就会降低阻燃效果。

如中国专利CN101332385公开了一种两层无纺布之间夹持活性炭颗粒的过滤材料，该过滤材料虽然能够保持对粉尘等固体颗粒物的拦截，利用活性炭吸附功能还能除臭，但过滤材料只能除去空气中的一般气体，如碱性气体等的话，就难于去除，而且该过滤材料也不具有阻燃性能。

如中国专利CN101541393公开了一种阻燃性过滤器，该发明是在过滤材料上涂覆阻燃剂的水溶液或者是将过滤材料浸渍在阻燃剂的水溶液中，然后形成含有阻燃剂的过滤器，虽起到了一定的阻燃作用，但如果该过滤器长时间使用的话，其表面的阻燃剂会脱落，从而降低阻燃效果。另外，该过滤材料不具有除臭功效，不能吸收空气中的有害气体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃性好、除臭率高的含活性炭的空气过滤材料及其生产方法。

本发明的技术解决方案如下：本发明的含活性炭的空气过滤材料至少是由上下两层无纺布层及其中间夹持活性炭层构成，所述活性炭层中含有5重量%以上的含磷活性炭颗粒。上述活性炭层中含有5重量%以上的含磷活性炭颗粒包括如下两种情况：活性炭层中所有活性炭颗粒都是经磷系药剂处理过的、以及未经磷系药剂加工的活性炭颗粒与5重量%以上的经磷系药剂处理过的活性炭颗粒的共混物。

由于添加磷系药剂后的活性炭颗粒内部的小孔表面被磷系物质所覆盖，这样就会降低对臭气的吸附能力，因此考虑到过滤材料的阻燃性和除臭性，上述活性炭层中优选含有5～85重量%的含磷活性炭颗粒。上述上下两层无纺布可以采用熔喷、纺粘、化学粘合等方法所形成的。

本发明的活性炭层中还含有10重量%以上的含H⁺基团的活性炭颗粒。由于添加的磷系药剂包括含H⁺基团的磷系药剂，所以经反应后，活性炭层中既含有含磷活性炭颗粒，又含有含H⁺基团的活性炭颗粒，从而制得的过滤材料既具有阻燃性，同时根据中和反应又能除去空气中的碱性臭气。

本发明含活性炭的空气过滤材料，通过FMVSS302阻燃测试法测得的燃烧速度小于100mm/min。燃烧速度越大，阻燃性能越差。

本发明含活性炭的空气过滤材料中活性炭层的克重为10～500g/m²，如果活性炭层的克重低于10g/m²，则对臭气的去除能力不强，不能有效地去除臭气，而且阻燃性降低；如果活性炭层的克重高于500g/m²，就会增加过滤材料的阻力，同时在加工过程中易造成与上下两层无纺布层粘合不充分，从而发生脱层的现象。活性炭层的克重优选20～200g/m²。

本发明含活性炭的空气过滤材料中活性炭颗粒的平均粒径为100～500μm，如果平均粒径小于100μm时，活性炭颗粒容易从无纺布的空隙中脱落，加工工程较难控制，易造成设备污染等问题，乃至在使用过程中容易形成扬尘，污染空气；如果平均粒径大于500μm，上下两层无纺布就会容易被顶破，从而降低对灰尘的拦截效率。活性炭颗粒的平均粒径优选150～300μm。上述活性炭颗粒可选用椰壳炭、石炭等，考虑到需要比表面积比较大以及丰富的孔的活性炭颗粒，优选椰壳炭。

上述活性炭颗粒的比表面积为500～5000m²/g，虽说比表面积越大，对臭气的吸附能力越高，但比表面积过大的话，对活性炭形成的工艺要求就越高，价格也就越高。考虑到活性炭的形成以及成本，活性炭颗粒的比表面积优选800～4000m²/g。

本发明的含活性炭的空气过滤材料的生产方法，包括如下步骤：

（1）将磷系药剂通过喷淋的方式喷涂到活性炭颗粒上，或者是将活性炭颗粒浸渍在磷系药剂中，然后在温度为50～150℃下进行干燥处理；

（2）将经步骤（1）处理得到的含磷活性炭颗粒与普通活性炭颗粒按重量比为5～95: 95～5进行混合；