[发明专利]一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法，其呈滚筒状或平板状，按以下步骤制成：a、调制浆液：将高硅分子筛吸附剂、功能性添加剂加入到无机胶液中，搅拌分散均匀后得到粘性浆料；b、涂覆浆料：将陶瓷纤维纸张浸入粘性浆料中，浸渍提拉刮膜加热干燥固化后获得涂覆有高硅分子筛吸附剂和功能性添加剂的陶瓷纤维纸；c、折叠成型：将陶瓷纤维纸折叠成纸堆并上胶分切，将纸堆成型制得滤芯主体；d、成品组装：将滤芯主体与滤芯端盖粘结密封制得。本发明具有更高的过滤精度，更换频率低，无二次污染，具有很好的疏水性、抑菌和净化空气功能；材料可循环再利用；无机胶液有助于陶瓷纤维的定型且保证滤芯主体有更好的挺度。

技术领域

本发明涉及空气滤芯，特别涉及一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的加快，空气污染对人体健康的危害越来越严重，空气中的污染物除了有以气溶胶状态存在的悬浮颗粒物（PM10、PM2.5等）外，还有以分子状态存在的气态污染物（硫氧化物、氮氧化物、有机化合物VOCs等）。长时间漂浮在空气中的颗粒物容易被吸入体内，颗粒物粒径越小，越容易沉积在人体肺部。而气态污染物的存在不仅腐蚀设备和建筑物，刺激人体呼吸系统，其中很多有机化合物（VOCs）还是可疑的致变物和致癌物。空气滤芯是空气滤清器的核心材料，一方面，能有效过滤空气中的各种有害颗粒物；另一方面，还能在一定程度上吸附其中的有害气体，是一种针对性控制室内空气污染的重要材料。传统的滤纸、聚酯纤维或玻璃纤维加活性炭吸附剂的空气滤芯功能性单一、净化效率不理想且存在诸多问题：首先，无论是滤纸、聚酯纤维还是玻璃纤维，作为滤材，一方面耐水、耐腐性、耐磨损性差，另一方面挺度不理想，进气量较大时，滤材容易塌陷损坏；其次，滤纸、聚酯纤维和玻璃纤维的孔隙率较低，容尘量小，更换频率高；最后，以活性炭为吸附剂吸附净化空气中的有害气体存在诸多问题，主要表现在：第一，活性炭疏水性差，在空气湿度较大的环境中吸附效率显著降低；第二，活性炭与滤纸或聚酯纤维为过滤材料的空气滤芯存在可燃隐患，安全系数差；第三，活性炭对VOCs的吸附效率低（＜85%），更换频率高，属于危废材料，大量使用对环境不友好，在解决空气污染问题时却带来了固体废弃物污染问题。

发明内容

本发明针对上述目前市场上传统的滤纸、纤维活性炭空气滤芯存在的诸多问题，提供一种滤芯挺度好，可再生，不产生二次环境污染，对悬浮颗粒物的过滤精度高，对挥发性有机物VOCs的吸附净化效果显著，且具有抑菌和提高净化空气中负离子浓度功能的功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法。

本发明为解决上述存在的问题所采取的技术方案是：一种功能性陶瓷纤维空气滤芯及其制备方法，所述功能性陶瓷纤维空气滤芯呈滚筒状或平板状，并按以下步骤制成：

a、调制浆液：将高硅分子筛吸附剂、功能性添加剂按重量比10:1～100:1的比例加入到质量百分比浓度为10%～30%的无机胶液中，在无机胶液中控制高硅分子筛吸附剂和功能性添加剂的混合物的质量百分比为10%～40%，再依次加入分散剂和消泡剂，经搅拌分散均匀后得到粘性浆料，所述无机胶液包括硅溶胶、铝溶胶、二氧化钛溶胶中的一种或几种；

b、涂覆浆料：将陶瓷纤维纸张浸入步骤a获得的粘性浆料中，浸渍提拉刮膜、加热干燥固化后获得涂覆有高硅分子筛吸附剂和功能性添加剂的陶瓷纤维纸，

c、折叠成型：使用折纸机将陶瓷纤维纸折叠成高度5mm～100mm的纸堆，利用胶线机对纸堆进行上胶分切，将纸堆成型为滚筒状或平板状，由此制得功能性陶瓷纤维空气滤芯主体；

d、成品组装：使用粘结剂将步骤c成型的功能性陶瓷纤维空气滤芯主体与滤芯端盖粘结密封，制得功能性陶瓷纤维空气滤芯。

进一步地，所述陶瓷纤维纸采用的材料包括高纯陶瓷纤维、高铝陶瓷纤维和含锆陶瓷纤维中的一种或几种。

进一步地，所述高硅分子筛吸附剂包括A型、X型、Y型、ZSM-5、β型分子筛中的一种或几种。