[发明专利]一种空气处理用微米级厚度的透气碳膜及其制造方法

说明书

本发明提供了一种空气处理用微米级厚度的透气碳膜及其制造方法，所述透气碳膜由碳纤维、活性碳、聚合物粘接剂组成。聚合物粘接剂采用聚四氟乙烯，利用超音速气流使聚四氟乙烯分子链打开，粘接碳纤维、活性碳和水溶性聚合物，并采用热压工艺使得粉体成膜，再过水溶解水溶性聚合物，形成孔道，制造透气碳膜。该方法可连续的卷对卷制得微米级的多孔透气碳膜，该透气碳膜可加工性能优异，容易同装饰材料完美结合，贴覆于房间墙壁、家具和汽车仓内壁除去甲醛。制造过程不引入溶剂，避免了溶剂干燥过程造成的环境污染、高能耗和膜材厚度不均等问题。

技术领域

本发明涉及一种空气处理用微米级厚度的透气碳膜及其制造方法，属于环保材料领域。

背景技术

随着经济、科技的飞速发展，生活水平进一步提高，人们愈发重视生活环境对身心健康的影响。如今空气污染日益严重，在室内，装修材料会带来甲醛、苯、氨等易挥发有机污染物，其中甲醛作为被世界卫生组织确定的致癌或致畸形物质，长时间接触会引发急性中毒、呼吸道疾病、白血病、青少年记忆力和智力下降等，危害尤为严重。在室外工业过程产生的烟尘、氮氧化物、酸性气体以及汽车尾气经复杂的光化学反应等都会形成空气污染。

目前，空气净化系统主要采用无纺布或纸质滤芯装填活性碳吸附有毒气体。但是其这些材料存在一定的缺陷，如纸质滤芯受潮后透气性大幅度降低；活性碳强度低，在吸附气相污染物时易破碎造成二次污染；现有空气净化的二维材料的厚度较厚，不容易贴覆于房间墙壁、汽车座舱内壁，严重影响到内壁装饰的美观。使得现在市面上的空气净化系统面临着吸附能力差、寿命短、耗材费用高、不容易同壁纸等内饰完美结合的问题。

因此，开发一种能解决这些问题的优良空气处理用超薄透气碳膜材料变得尤为重要。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种空气处理用微米级厚度的透气碳膜的制造方法，所制备的透气碳膜吸附能力强、使用寿命长、结构稳定、耗材费用适宜且实用性强。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种空气处理用微米级厚度的透气碳膜的制造方法，其特征在于：

将碳纤维材料和活性碳在混料机中混合均匀至粉料A；

将聚合物粘接剂、水溶性聚合物粉体和粉料A在混料机中混合均匀至粉料B；所述聚合物粘接剂为聚四氟乙烯颗粒；混合过程在聚四氟乙烯呈玻璃态的温度条件下进行；

将所述粉料B在研磨设备中使用超音速气体进行研磨，使得粉料B中的聚四氟乙烯的分子链延展打开，同其他碳基粉体形成物理粘连，且不发生化学反应，获得粉料C；

粉料C在高温热压下制成碳膜；

碳膜浸水后，除去碳膜中的水溶性聚合物，形成透气孔道。

进一步地，所述碳纤维长度在5毫米以下，所述活性碳为具有甲醛吸附功能的负载了氨系催化剂、贵金属、或锰系催化剂的活性碳，所述聚合物粘接剂为聚四氟乙烯。

进一步地，所述水溶性聚合物粉体为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯吡咯烷酮。

进一步地，所述气体为干燥的、流速为超音速的压缩空气、氩气或氮气，气体露点在-40℃。

进一步地，碳纤维与具有甲醛吸附功能的活性碳的重量百分比为10％-50％：50％-90％。

进一步地，聚合物粘接剂、水溶性聚合物粉体与粉料A的重量百分比为3％-15％：0％-40％：45％-97％，其中水溶性聚合物粉体的重量百分比不为零。

进一步地，混粉C经热辊压机热压成膜，热压温度为150-200℃，膜厚为50-250微米。

进一步地，聚合物粘接剂、水溶性聚合物粉体和粉料A在混料机中混合均匀至粉料B的过程中控制温度在10℃以下，研磨时间0.5-4小时。