[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。而目前一般工业生产的夹持活性炭无纺布过滤材料大都吸附率比较低，只能去除有机性气体，如甲苯等，无法有效地吸附酸性或碱性或复合型挥发性有害气体，或部分被吸附的臭气仍停留在活性炭空穴内，即使一段时间后会再脱离出来，也不能被去除。所以一般的过滤材料对于空气中臭气的去除率也不高。

如中国公开专利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，但只能去除空气中的最常见的有机气体，无法去除酸性或碱性或复合型挥发性有害气体。

又如特开2007-38091公开了一种空气过滤材料，该过滤材料是由含有附着了化学药品纤维网的化学反应层以及含有物理吸收剂的物理吸收层为一体构成的过滤材料，该过滤材料虽也使用了活性炭，但其活性炭是没有经过任何处理的，无法有效去除酸性或碱性或复合型挥发性有害气体。而且，虽然其滤材是经过磷酸处理过的，但其主要是为了增强阻燃性能，而并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对酸性、碱性气体及其复合型气体的去除率高，同时仍能对有机气体保持良好的去除效率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的，上述活性炭层中含有5重量%以上的经酸性物质和/或碱性物质处理的活性炭颗粒。由于活性炭颗粒表面具有丰富的小孔，酸性物质和/或碱性物质分别渗入到活性炭小孔内部，保持相对的独立性，因此酸性物质和碱性物质是不会进行反应的，它们是各自存在于活性炭小孔的内部。从而活性炭颗粒中的酸性物质与臭气中的碱性物质发生中和反应，因此臭气中的碱性气体能有效地被去除；活性炭颗粒中碱性物质与臭气中的酸性物质发生反应，因此臭气中的酸性气体能有效地被去除。如果活性炭层只是由普通的活性炭颗粒构成的话，就只能吸附空气中的有机性气体，如甲苯等，无法有效地吸附酸性或碱性或复合型挥发性有害气体。如果活性炭层中经酸性物质和/或碱性物质处理的活性炭颗粒的含量小于5重量%的话，说明未经加工的活性炭颗粒较多，就不能达到吸附酸性或碱性或复合型挥发性有害气体的目的。

本发明空气过滤材料的活性炭层中含有5重量%以上的经酸性物质和/或碱性物质处理的活性炭颗粒包括如下六种情况：经酸性物质处理过的活性炭颗粒、经碱性物质处理过的活性炭颗粒、经酸性物质和碱性物质同时处理过的活性炭颗粒、未经加工的活性炭颗粒与5重量%以上的经酸性物质处理过的活性炭颗粒的共混物、未经加工的活性炭颗粒与5重量%以上的经碱性物质处理过的活性炭颗粒的共混物、未经加工的活性炭颗粒与5重量%以上的经酸性物质和碱性物质同时处理过的活性炭颗粒的共混物。考虑到除臭的有效性和针对性，上述活性炭层中优选含有5～95重量%的经酸性物质和/或碱性物质处理的活性炭颗粒。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。

本发明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；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。

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。