[发明专利]一种具有抑菌作用的过滤材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体是一种具有抑菌作用的过滤材料。

背景技术

改革开放以来，以资源消耗为主的粗放型经济增长方式虽然使我国经济得到迅速发展，但与此同时各种污染问题纷至沓来，其中空气污染己成为当今环境污染的一个主要问题。空气中各种有害细菌无处不在，它们繁殖速度快、生存能力强、传播范围广，这些细菌极易被体积小、质量轻且比表面积大的悬浮颗粒污染物吸附，引起许多具有较强传染性和严重危害性的流行性疾病，造成更严重的环境交叉污染。空气中的细菌问题已经严重影响了我国经济发展、市民身体健康和区域生态环境，空气过滤技术是改善空气质量最有效的方法之一。目前市场上采用的空气过滤材料以玻璃纤维和化学纤维为主，这些原料主要来源于化石产品，生产过程能耗较高，而且此类过滤材料使用废弃后，不能自然降解，会引发二次污染，给环境增加很大负担，这就限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抑菌作用的过滤材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有抑菌作用的过滤材料，由以下原料按照重量份组成：植物纤维20-26份、橡胶5-9份、酚醛树脂6-12份、石墨烯3-6份、铝矾土2.5-5份、页岩8-14份、硝酸银2-6份、氧化钇0.5-1.2份、表面活性剂2-4份、还原剂1-5份、分散剂3-8份、纳米二氧化钛0.5-2份和氮化铝3-5份。

作为本发明进一步的方案：橡胶采用天然橡胶或者丁苯橡胶，植物纤维采用竹炭纤维、棉纤维和秸秆的一种或者几种的混合物。

作为本发明再进一步的方案：表面活性剂采用非离子表面活性剂，还原剂采用柠檬酸三钠、抗坏血酸、葡聚糖及糊精中的至少一种，分散剂采用水玻璃、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠和三聚磷酸钠中的一种或者几种的混合物。

所述具有抑菌作用的过滤材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将硝酸银、还原剂、植物纤维混合并且加入总重量4-8倍的水，搅拌均匀后升温至60-80摄氏度，保温3-5小时，得到改性植物纤维；

步骤二，将铝矾土和页岩采用1.5-2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡45-90分钟，过滤并且采用去离子水洗至中性，再加入酚醛树脂搅拌均匀，然后加热研磨25-40分钟，冷却至室温，过滤、干燥并且粉碎至120-150目粉末，得到第一混合物，备用；

步骤三，将橡胶和氮化铝混合加热至橡胶完全融化，然后快速冷却至室温，再加入粉碎至120-150目的石墨烯并且搅拌均匀，得到第二混合物；

步骤四，将改性植物纤维、第一混合物、第二混合物、氧化钇、表面活性剂、分散剂和纳米二氧化钛混合搅拌均匀，然后在150-200摄氏度下水热反应8-15小时，自然冷却至室温并且干燥成固体，再添加至双螺杆挤出机中，即可得到成品。

作为本发明再进一步的方案：步骤四中双螺杆挤出机的温度为155-178摄氏度，双螺杆挤出机的转速为240-360rpm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该产品原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；该产品将植物纤维浸泡在硝酸银和还原剂的溶液中，再配合改性铝矾土等成分，在高温下进行水热反应，生成的材料成分均匀，整体性好，制备的成品过滤效果好，抑菌能力强，可用于口罩、空气净化器及滤芯等方面，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种具有抑菌作用的过滤材料，由以下原料按照重量份组成：植物纤维20份、橡胶5份、酚醛树脂6份、石墨烯3份、铝矾土2.5份、页岩8份、硝酸银2份、氧化钇0.5份、表面活性剂2份、还原剂1份、分散剂3份、纳米二氧化钛0.5份和氮化铝3份。橡胶采用天然橡胶，植物纤维采用竹炭纤维和棉纤维的混合物。

所述具有抑菌作用的过滤材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将硝酸银、还原剂、植物纤维混合并且加入总重量4倍的水，搅拌均匀后升温至60摄氏度，保温3小时，得到改性植物纤维；

步骤二，将铝矾土和页岩采用1.5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡45分钟，过滤并且采用去离子水洗至中性，再加入酚醛树脂搅拌均匀，然后加热研磨25分钟，冷却至室温，过滤、干燥并且粉碎至120目粉末，得到第一混合物，备用；