專利名稱：甲醛催化凈化纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用熔體靜電紡絲技術(shù)、無機(jī)粒子與聚合物偶聯(lián)技術(shù)將無機(jī)催化粒子 負(fù)載在聚合物納米纖維上，制備甲醛催化凈化纖維，使其具有高效的催化凈化室內(nèi)甲醛性 能。
背景技術(shù)：
首先，室內(nèi)甲醛催化劑大多數(shù)是粉末狀態(tài)，容易團(tuán)聚，與甲醛接觸面積較小，有效 利用率低，且粉末狀催化劑不易成型，難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，而纖維固化技術(shù)可有效地解決這兩個(gè) 問題。較高的比表面積有效提高了催化劑與甲醛的接觸面積，凈化率提高，而且纖維易于編 織，可制備成各種形狀的制品。其次，傳統(tǒng)的制備催化纖維的方法有兩種一種是浸漬法，浸漬法所需要的催化劑 必須是可溶性的化學(xué)藥品，制備過程會(huì)造成空氣污染，另外浸漬法制備的催化纖維皂洗度 低，可重復(fù)利用率低。另一種方法是溶液靜電紡絲技術(shù)，不溶于有機(jī)物的聚合物就不能實(shí) 現(xiàn)紡絲，且不溶的無機(jī)粒子要實(shí)現(xiàn)與聚合物的直接紡絲必須先制備負(fù)載了無機(jī)粒子的可溶 性聚合物，程序繁雜，且溶液靜電紡絲所得的纖維由于溶劑的揮發(fā)表面出現(xiàn)孔洞力學(xué)性能 明顯降低。因此，利用熔體靜電紡絲技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無機(jī)粒子與聚合物的一次性紡絲，無須造 粒，且通過偶聯(lián)劑的添加，使無機(jī)粒子與聚合物之間的連接牢固，皂洗度高，清洗之后，可重 復(fù)利用，使用時(shí)間久。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明甲醛催化凈化纖維的目的在于將Mn02粒子經(jīng)過細(xì)化及偶聯(lián)劑表面處理之 后，利用熔體靜電紡絲技術(shù)，與聚合物直接混合紡絲，制備皂洗度高，使用周期長，催化效率 高的甲醛催化凈化纖維。本發(fā)明所提供的甲醛催化凈化纖維所需要的特性物質(zhì)組分及質(zhì)量份數(shù)如下 聚合物100份，Mn02催化微粒20-50份，偶聯(lián)劑0. 2-1. 5份，抗氧劑0. 1-0. 5份、增塑
劑0-50份。本發(fā)明甲醛催化凈化纖維所提供的聚合物包括聚丙烯、聚酯等可以在高溫下穩(wěn)定 紡絲的各種聚合物。本發(fā)明甲醛催化凈化纖維所提供的Mn02催化微粒粒徑在納米-微米之間，微小 于所得聚合物纖維的直徑，使其可以粘附在纖維的表面，不至于包裹在纖維之中，影響Mn02 使用效率。本發(fā)明甲醛催化凈化纖維所提供的偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或其混 合物。本發(fā)明甲醛催化凈化纖維所提供的抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合 物。本發(fā)明甲醛催化凈化纖維所提供的增塑劑包括聚酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑或其混合物。本實(shí)驗(yàn)所提供的甲醛催化凈化纖維制備方法如下
第一步，Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制 得Mn02懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%_3%的偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪 拌1-2小時(shí)，過濾后烘干。第二步，將經(jīng)表面處理的Mn02微粒與聚合物、抗氧劑、增塑劑充分混合，利用熔體 靜電紡絲技術(shù)紡絲，制得微米-納米纖維；熔體靜電紡絲的參數(shù)設(shè)置，紡絲溫度聚合物 熔融溫度以上10°c -50°c，紡絲距離10-14cm，紡絲電壓50_70kV。本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明所提供的甲醛催化凈化纖維無需經(jīng)過有毒有機(jī)物的處理，無二次污染，選用的 催化劑是豐富的礦產(chǎn)物，便于工業(yè)生產(chǎn)，成本低廉，制備工藝簡單，無需經(jīng)過造粒處理，催化 纖維使催化劑利用率提高，甲醛去除速率快，去除率高，催化纖維易于編織成型，且皂洗度 高，可長期使用。而且本發(fā)明使用偶聯(lián)劑連接聚合物和Mn02催化微粒，使Mn02催化微粒與 聚合物之間以化學(xué)鍵連接，聚合物纖維不會(huì)因?yàn)闊o機(jī)粒子的添加而力學(xué)性能降低，影響纖 維的正常使用。
具體實(shí)施例方式下列實(shí)施例中所指的份數(shù)均指質(zhì)量份數(shù)。濃度均為質(zhì)量百分比濃度。實(shí)施例1
Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制得Mn02 懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的硅烷偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪拌1_2 小時(shí)，過濾后烘干。將聚丙烯100份、表面處理過的Mn02催化微粒20份，抗氧劑1010 0. 3份、聚酯增 塑劑15份充分混合，經(jīng)熔體靜電紡絲儀器紡絲(紡絲溫度220°C，紡絲距離12cm，紡絲電壓 55kV)0實(shí)施例2:
Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制得Mn02 懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 2%的鈦酸酯偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪拌 1-2小時(shí)，過濾后烘干。將聚丙烯100份、表面處理過的Mn02催化微粒30份，抗氧劑1010和抗氧劑168 以3:1比例添加0.4份充分混合，經(jīng)熔體靜電紡絲儀器紡絲(紡絲溫度220°C，紡絲距離 12cm，紡絲電壓65kV)。實(shí)施例3:
Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制得Mn02 懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑(比例為1:1)逐滴滴加 Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪拌1-2小時(shí)，過濾后烘干。將聚丙烯100份、表面處理過的Mn02催化微粒30份，抗氧劑1010 0. 5份、聚酯增 塑劑10份充分混合，經(jīng)熔體靜電紡絲儀器紡絲(紡絲溫度210°C，紡絲距離10cm，紡絲電壓 60kV)o
實(shí)施例4:
Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制得Mn02 懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)m的硅烷偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪拌1_2 小時(shí)，過濾后烘干。將聚丙烯100份、表面處理過的Mn02催化微粒40份，抗氧劑1010與抗氧劑168 (質(zhì)量比3:2) 0. 5份、多元醇酯類增塑劑30份充分混合，經(jīng)熔體靜電紡絲儀器紡絲(紡絲溫 度220°C，紡絲距離14cm，紡絲電壓55kV)。實(shí)施例5
Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制得Mn02 懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的硅烷偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪拌1_2 小時(shí)，過濾后烘干。將聚丙烯100份、表面處理過的Mn02催化微粒50份，抗氧劑1010 0. 1份、聚酯增 塑劑與多元醇酯類增塑劑50份(質(zhì)量比3:2)充分混合，經(jīng)熔體靜電紡絲儀器紡絲(紡絲溫 度:200°C，紡絲距離12cm，紡絲電壓60kV)。
權(quán)利要求
1.甲醛催化凈化纖維，其特征在于，物質(zhì)組分及質(zhì)量份數(shù)為聚合物100份，Mn02催化微粒20-50份，偶聯(lián)劑0. 2-1. 5份，抗氧劑0. 1-0. 5份、增塑 劑0-50份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維，其特征在于，聚合物為聚丙烯或聚酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維，其特征在于，Mn02催化微粒粒徑在納 米-微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維，其特征在于，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸 酯偶聯(lián)劑或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維，其特征在于，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧 劑168或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維，其特征在于，增塑劑為聚酯類增塑劑、多 元醇酯類增塑劑或其混合物。
7.權(quán)利要求1所述的甲醛催化凈化纖維的制作方法，其特征在于，第一步，Mn02催化微粒加入到無水乙醇中高速攪拌1-2小時(shí)，然后加熱攪拌到80°C，制 得Mn02懸濁液，將占Mn02微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%_3%的偶聯(lián)劑逐滴滴加Mn02懸濁液中，繼續(xù)攪 拌1-2小時(shí)，過濾后烘干；第二步，將經(jīng)表面處理的Mn02微粒與聚合物、抗氧劑、增塑劑充分混合，利用熔體靜電 紡絲技術(shù)紡絲，制得微米-納米纖維，熔體靜電紡絲的參數(shù)設(shè)置，紡絲溫度聚合物熔融溫 度以上10°C -50°C，紡絲距離10-14cm，紡絲電壓50_70kV。
全文摘要
本發(fā)明涉及甲醛催化凈化纖維及其制備方法。依據(jù)本發(fā)明所制備的催化纖維，其所需要的特性物質(zhì)組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下聚合物100份，MnO2催化微粒20-50份，偶聯(lián)劑0.2-1.5份，抗氧劑0.1-0.5份、增塑劑0-50份。本發(fā)明所提供的室內(nèi)甲醛催化纖維無需經(jīng)過有毒有機(jī)物的處理，無二次污染，選用的催化劑是豐富的礦產(chǎn)物，便于工業(yè)生產(chǎn)，成本低廉，制備工藝簡單，催化纖維使催化劑利用率提高，甲醛去除速率快，去除率高，催化纖維易于編織成型，且皂洗度高，可長期使用。
文檔編號D01F1/10GK102127823SQ20111000035
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者丁玉梅, 劉勇, 楊衛(wèi)民, 趙鳳雯 申請人:北京化工大學(xué)