專利名稱：微波制備吸油煙材料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微波制備吸油煙材料的方法。
背景技術：
近年來，飲食業(yè)油煙污染已經(jīng)成為僅次于工業(yè)污染和交通污染后的第三大空氣污染源。飲食業(yè)油煙污染擾民問題已經(jīng)成為城市居民環(huán)保投訴熱點之一。因此，研究高效的油煙治理技術已是一個刻不容緩的課題。目前烹調(diào)油煙的治理主要是靜電沉積方法，但由于收集極上油煙冷后的粘度較高，常造成收集及清洗困難，使維護工作量增大，而用重力自流和清洗后的油污和廢液又可能造成二次污染。靜電沉積設備投資費用較高，這使其應用又受到一定的限制。因此，近年來新的吸油煙材料的研究日益受到重視。
目前的吸油材料如高吸油樹脂一般的合成方法為水浴加熱，路建美等用常規(guī)水浴法制備了高吸油性樹脂，制得的樹脂可以吸其自身質(zhì)量約10倍的煤油、18倍左右的苯。國內(nèi)主要研究者如路建美、朱秀林等制備的吸油材料主要針對的是液相中的煤油、柴油、苯等的吸附，未能應用于對氣相中油煙的有效吸附。傳統(tǒng)高吸油樹脂合成方法的時間比較長，一般需要6h～8h，且吸附氣相油煙效果比較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于微波制備吸油煙材料的方法。本發(fā)明的利用微波輻射制備吸油煙材料的方法包括如下步驟 (1)在燒瓶中加入水、分散劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和共聚單體，攪拌升溫至50℃～95℃溶解；其中水∶分散劑∶引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶共聚單體的質(zhì)量比為50～600∶0.2～2∶0.1～2∶0.1～1∶100；交聯(lián)劑的交聯(lián)度為0.1～1％； (2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入反應罐中，然后放入微波反應腔中在50℃～95℃，微波輻射功率的單位體積功率為200W/L～6000W/L的條件下反應1h～4h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物洗滌烘干。
所述反應罐由聚四氟乙烯或石英制作。
根據(jù)上述一種基于微波制備吸油煙材料的方法，另一種基于微波制備吸油煙材料的方法的步驟(1)為在燒瓶中加入水、分散劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、共聚單體和紙，攪拌升溫至50℃～95℃溶解；其中水∶分散劑∶引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶共聚單體的質(zhì)量比為50～600∶0.2～2∶0.1～2∶0.1～1∶100；交聯(lián)劑的交聯(lián)度為0.001～2％。步驟(2)、(3)同上述方法。
本發(fā)明的制備蜂窩狀紙質(zhì)吸油煙材料的方法包括如下步驟 (1)采用涂覆輥將黏合劑單面涂覆在得到的紙質(zhì)吸油煙材料上，涂覆間距為5～20mm； (2)在(1)得到的紙涂覆面朝同一方向堆集，將涂覆間距對齊并將紙壓緊； (3)將(2)得到的產(chǎn)物烘干，最后固化成型，得到蜂窩狀紙質(zhì)吸油煙材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點 (1)加熱均勻，不需要中間媒體，熱效率高，可以節(jié)省一半合成時間； (2)比常規(guī)加熱方式合成的材料有更多的孔，比表面積為2m2/g以上，有利于對油煙的吸附； (3)用本發(fā)明的方法制備的聚合物孔隙發(fā)達，具有良好的吸附性能，吸附油煙量較大，比常規(guī)加熱條件下合成的樹脂吸附量多近三到五成。
(4)本發(fā)明制備的蜂窩狀以紙為載體的吸油煙材料，提高了材料的使用效率、降低了氣流阻力。
圖1為常規(guī)方法合成的吸油煙材料的電鏡圖。
圖2為微波方法合成的吸油煙材料的電鏡圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地描述。
實施例1本實施例的利用微波輻射制備吸油煙材料的方法，包括如下步驟 (1)在燒瓶中加入10g的水、0.04g明膠作為分散劑、0.02gBPO(過氧化苯甲酰)作為引發(fā)劑、0.2g交聯(lián)度為0.5％二乙烯基苯作為交聯(lián)劑、14g甲基丙烯酸十二酯和6g丙烯酸-2-乙基己酯作為共聚單體，攪拌升溫至50℃溶解； (2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，攪拌速率調(diào)為中等轉(zhuǎn)速，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入XP1500聚四氟乙烯微波專用反應罐(100mL)中，然后放入微波反應腔中在80℃，微波輻射功率的單位體積功率為600W/L的條件下反應3h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物用去離子水洗后、過濾，真空干燥得到淡黃色顆粒的樹脂。產(chǎn)物的比表面積約3.125m2/g。
具體的反應方程式如下:
n是自然數(shù)。 表1 表1為微波合成和常規(guī)合成的樹脂其吸附氣相油煙率的比較(吸附環(huán)境溫度為60℃)，表中數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)RT樹脂吸油率比NR樹脂的吸油率大，說明微波合成的樹脂吸油煙效果好于常規(guī)合成樹脂的吸油煙效果。
圖1為常規(guī)方法合成的吸油煙材料的電鏡圖，圖2為微波方法合成的吸油煙材料的電鏡圖，WRT樹脂吸油率比NR樹脂的吸油率大，說明微波合成的樹脂吸油煙效果好于常規(guī)合成樹脂的吸油煙效果。
實施例2 本實施例的利用微波輻射制備吸油煙材料的方法，包括如下步驟 (1)在燒瓶中加入120g的水、0.4g羥丙基甲基纖維素作為分散劑、0.4gBPO(過氧化苯甲酰)作為引發(fā)劑、0.1g交聯(lián)度為0.1％N，N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑、10g甲基丙烯酸甲脂和10g甲基丙烯酸丁酯作為共聚單體，攪拌升溫至60℃溶解； (2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，攪拌速率調(diào)為中等轉(zhuǎn)速，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入XP1500聚四氟乙烯微波專用反應罐(100mL)中，然后放入微波反應腔中在50℃，微波輻射功率的單位體積功率為200W/L的條件下反應1h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物用去離子水洗后、過濾，真空干燥得到淡黃色顆粒的樹脂。產(chǎn)物的比表面積約2.689m2/g。
具體的反應方程式如下
n是自然數(shù) 表2 表2為微波合成和常規(guī)合成的樹脂其吸附氣相油煙率的比較(吸附環(huán)境溫度為60℃)，表中數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)RT樹脂吸油率比NR樹脂的吸油率大，說明微波合成的樹脂吸油煙效果好于常規(guī)合成樹脂的吸油煙效果。
實施例3首先合成丙烯酸異丁酯，具體方法如下稱取一定質(zhì)量的陽離子交換樹脂倒入燒瓶中，丙烯酸和異丁醇各取50mL按等摩爾比加入500mL的四口燒瓶中，并且加入少量阻聚劑。整個反應過程在減壓下攪拌，反應2h左右得到丙烯酸異丁酯的粗產(chǎn)品，產(chǎn)品5％NaOH溶液反復洗滌，最后再用去離子水洗滌至中性。
再利用微波輻射制備吸油煙材料，包括如下步驟 (1)在燒瓶中加入100g的水、1g聚乙烯醇作為分散劑、1g氧化苯甲酰作為引發(fā)劑、0.1g交聯(lián)度為1％1，4-丁二醇作為交聯(lián)劑、100g丙烯酸異丁脂作為共聚單體，攪拌升溫至95℃溶解； (2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，攪拌速率調(diào)為中等轉(zhuǎn)速，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入XP1500聚四氟乙烯微波專用反應罐(100mL)中，然后放入微波反應腔中在90℃，微波輻射功率的單位體積功率為6000W/L的條件下反應4h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物用5％NaOH溶液煮沸5min，過濾，用沸水洗滌三次，然后放入真空干燥箱中30℃恒溫干燥24h后即得顆粒狀產(chǎn)物。產(chǎn)物的比表面積約2.012m2/g。
具體的反應方程式如下
n是自然數(shù)表3 表3為微波合成和常規(guī)合成的樹脂其吸附氣相油煙率的比較(吸附環(huán)境溫度為60℃)，表中數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)RT樹脂吸油率比NR樹脂的吸油率大，說明微波合成的樹脂吸油煙效果好于常規(guī)合成樹脂的吸油煙效果。
實施例4 本發(fā)明的利用微波輻射制備吸油煙材料，包括如下步驟 (1)在燒瓶中加入30g的水、0.1g明膠作為分散劑、0.1gBP0作為引發(fā)劑、0.08g甲基丙烯酸二甘醇酯作為交聯(lián)劑、10g甲基丙烯酸十二酯作為共聚單體，攪拌升溫至50℃溶解； (2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，攪拌速率調(diào)為中等轉(zhuǎn)速，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入XP1500聚四氟乙烯微波專用反應罐(100mL)中，然后放入微波反應腔中在85℃，微波輻射功率的單位體積功率為2000W/L的條件下反應4h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物用去離子水洗后、過濾，真空干燥得到淡黃色顆粒的樹脂。產(chǎn)物的比表面積約3.011m2/g。
具體的反應方程式如下
n是自然數(shù) 實施例5 (1)在燒瓶中加入30g的水、0.1g明膠作為分散劑、0.1gBPO作為引發(fā)劑、0.08g甲基丙烯酸二甘醇酯作為交聯(lián)劑、10g甲基丙烯酸十二酯作為共聚單體和紙，攪拌升溫至50℃溶解； (2)在(1)得到的混合溶液倒入石英材料制作的專用反應罐(100mL)中，并加入攪拌磁子，攪拌速率調(diào)為高等轉(zhuǎn)速，然后放入微波反應腔，選擇反應溫度85℃，微波輻射的單位體積功率為2000W/L的條件下反應4h； (3)將(2)中得到的產(chǎn)物用去離子水洗后真空干燥得到負載了樹脂的紙。產(chǎn)物的比表面積約2.432m2/g。
實施例6 (1)在三口燒瓶中加入150g去離子水和1.5g明膠，攪拌升溫至50℃溶解。然后加入50g甲基丙烯酸十二酯、0.4g二丙烯酸1，4-丁二醇酯和0.5g過氧化苯甲酰在70℃、1000rpm轉(zhuǎn)速下均勻分散； (2)用(1)得到的分散液與丙綸紙加入石英材料制作的專用反應罐(100mL)中，并放入微波反應腔，選擇反應溫度85℃，微波輻射的單位體積功率為2000W/L的條件下反應4h， (3)得到的濕紙在120℃下干燥，然后去離子水洗并在60℃下真空干燥制得。該紙張的比表面積約2.432m2/g。
(4)采用凹版印刷輥將粘合劑單面涂覆在(3)得到的紙上，涂覆間距為10mm。讓紙的涂覆面朝同一方向堆集在一起，并且使涂覆位置對齊。然后在60℃下干燥45分鐘，將堆集的紙沿著對角線方向拉開并固定，最后在120℃下固化10分鐘得到蜂窩狀材料。
權利要求
1、一種利用微波輻射制備吸油煙材料的方法，其特征在于，包括如下步驟
(1)在燒瓶中加入水、分散劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和單體，攪拌升溫至50℃～95℃溶解；其中水∶分散劑∶引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶單體的質(zhì)量比為50～600∶0.2～2∶0.1～2∶0.1～1∶100；交聯(lián)劑的交聯(lián)度為0.001～2％；
(2)在(1)得到的混合溶液中加入攪拌磁子，在磁力攪拌器上攪拌后把溶液倒入反應罐中，然后放入微波反應腔中在50℃～95℃，微波輻射的單位體積功率為200W/L～6000W/L的條件下反應1h～4h；
(3)將(2)中得到的產(chǎn)物洗滌烘干。
2、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應罐由聚四氟乙烯或石英制成。
3、根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)為
在燒瓶中加入水、分散劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑、單體和紙，攪拌升溫至50℃～95℃溶解；其中水∶分散劑∶引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶單體的質(zhì)量比為50～600∶0.2～2∶0.1～2∶0.1～1∶100；交聯(lián)劑的交聯(lián)度為0.001～2％。
4、權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟
(4)用涂覆輥將黏合劑單面涂覆在得到的紙質(zhì)吸油煙材料上，涂覆間距為5～20mm；
(5)將(4)得到的紙質(zhì)吸油煙材料上以涂覆面朝同一方向堆集，將涂覆間距對齊并將紙壓緊；
(6)將(5)得到的產(chǎn)物烘干，最后固化成型，得到蜂窩狀紙質(zhì)吸油煙材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用微波輻射制備吸油煙材料的方法，包括如下步驟在燒瓶中加入水、分散劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑和共聚單體，也可加入紙，攪拌至50℃～95℃溶解；再加入攪拌磁子，在磁力攪拌器上攪拌10分鐘后把溶液倒入反應罐中，放入微波反應腔中在反應1h～4h；將得到的產(chǎn)物洗滌烘干。本發(fā)明制備蜂窩狀紙質(zhì)吸油煙材料用涂覆輥將黏合劑單面涂覆在上述方法得到的紙質(zhì)吸油煙材料上，以涂覆面朝同一方向堆集，將涂覆間距對齊并將紙壓緊；烘干，最后固化成型。本發(fā)明制備時間節(jié)省一半，制備的吸油煙材料具有較多孔，比表面積≥2m2/g，吸附油煙量大于常規(guī)方法合成的樹脂。
文檔編號D21H19/82GK101235118SQ20071003179
公開日2008年8月6日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權日2007年11月30日
發(fā)明者忠 李, 晶 李, 黃一磊, 夏啟斌, 奚紅霞 申請人:華南理工大學