一种基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种除甲醛空气净化滤芯的设计、制备方法。该滤芯可以用于各种空 气净化器、空调以及新风系统。
【背景技术】
[0002] 现代人90%以上的时间在室内或者车内活动。在有限空间内，挥发性有机物（VOD) 的污染严重危害着现代人的健康。甲醛污染作为主要VOD污染，受到广泛重视。甲醛的来 源比较复杂，主要包括脲醛/酚醛树脂人造板、或者含有甲醛的胶合板、细木工板、中密度 纤维板和刨花板，复合地板；含有甲醛的装饰材料，如墙纸、涂料、胶粘剂；制造过程中使用 甲醛，并可能有残留的纺织纤维、染料、清洁剂等。
[0003] 甲醛由于其化学活性，可以直接破坏蛋白质和生物分子结构，给人体造成多方面 的健康影响。长时间接触低浓度甲醛会引起呼吸系统的不适，引发慢性呼吸道疾病，提高多 种癌症，如鼻咽癌、结肠癌等的发病率。高浓度的甲醛甚至会引起神经系统的疾病。孕妇、 儿童和老年人属于最易受甲醛影响的人群。例如孕妇长时间在甲醛超标的环境中生活，易 诱发新生儿畸形和头脑发育缓慢，甚至造成流产。
[0004] 国家质量监督检验检疫局、国家环保总局、卫生部制定的我国"室内空气质量标 准"明确规定居室内的甲醛浓度不得超过〇. 1毫克/立方米。在新装修的房间、办公室等场 所，甲醛超标的情况非常常见。而甲醛从装修材料中的释放是一个缓慢的过程，其释放期可 达3-15年之久。因此通过不同的净化装置、如空气净化器、空调系统或新风系统去除室内 甲醛污染成为现代家居的重要选择。
[0005] 目前室内空气净化技术主要包括三类。第一类是通过活性炭、陶土、分子筛等多孔 材料进行物理吸附。但通常吸附量有限，在温度和湿度变化时，还会引起解吸附。第二类时 通过光催化或等离子、负离子技术催化氧化。但通常这些方法去除甲醛的速度较慢，而且无 法彻底去除。第三类是通过高锰酸钾、过氧化钙等对甲醛进行直接氧化，从而达到去除甲醛 的目的。这类方法通常反应速度快，去除率高。基于氧化法去除甲醛均需要有较大的氧化 剂负载量。其氧化剂以毫米级固体颗粒或负载在其它毫米级载体(如活性炭、陶土、氧化铝 分子筛等）上。然而这类设计虽然可以保证较高的甲醛去除效率，却造成了很大的风阻，风 噪很大。特别是会影响到空气净化器、空调以及新风系统单位时间洁净空气的排放量。特别 是新风系统，由于其风力较小，通常的除甲醛滤芯易造成其风道的阻塞，影响其正常使用。 因此，发展风阻小、净化效率高的新型除甲醛滤芯是非常必要。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一 种能够快速有效去除空气中甲醛的一种基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯。
[0007] 为解决上述问题，本发明采用的方案如下： 一种基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯，包括除甲醛涂层和铝蜂窝板，所述铝蜂 窝板是由六边形孔道组成的板状体，并且六边形孔道与板状体正面垂直方向夹角为5-20 度；所述除甲醛涂层是由除甲醛涂料涂覆在六边形孔道内表面干燥固化制得，所述除甲醛 涂料为混合物，该混合物组份包括活性炭、过氧化钙、氧化钙、二氧化锰、碳酸钾、胶粘剂。
[0008] 经实验得出除甲醛涂料各组分活性炭、过氧化钙、氧化钙、二氧化锰、碳酸钾、胶粘 剂的重量比比例范围为1: (0.5-2): (0.5-2): (0.01-0. 2):(0. 2-0. 8): 0.5时去除空 气中甲醛的效率最高。尤其是负载胶粘剂优选为丙烯酸酯时效果更佳。
[0009] 本发明所述铝蜂窝板是由六边形孔道组成的板状体，并且六边形孔道与板状体 正面垂直方向夹角为5-20度，其中六边形孔道最大直径为0. 6-2毫米，铝蜂窝板厚度为 0. 5-1. 5厘米，六边形孔道与板状体垂直方向夹角优选为10度时，2. 5分钟甲醛去除率能达 到93%，10分钟甲醛去除率能够达到100%。本发明的滤芯风阻是现有技术滤芯风阻的1/50。 并且可以通过改变六边形孔道的倾斜角度在风阻与甲醛去除速度之间达到最佳平衡。
[0010] 本发明还提供一种用于制备基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯的方法，该方 法解决了除甲醛涂料在铝蜂窝板上高效稳定负载的技术难题，在直径1毫米、厚度1厘米的 铝蜂窝上的负载量可以达到5克/平方厘米。
[0011] 本发明所提供的一种基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯的制备方法，包括以 下步骤： 首先将活性炭与过氧化钙、氧化钙、碳酸钾混合后得到混合物，然后加入与混合物等重 量的去离子水，再加入胶粘剂和二氧化锰，混匀，制得除甲醛涂料，所述二氧化锰的粒径小 于1微米； 将除甲醛涂料与水按照1:0. 5-1 :2的比例混合均匀制得除甲醛涂料混合液，将铝蜂窝 板浸入该除甲醛涂料混合液中，覆盖均匀后，通过鼓风机去除阻塞六边形孔道的残余除甲 醛涂料混合液，然后把负载有除甲醛涂料混合液的铝蜂窝板烘干，使得除甲醛涂料混合液 固化成型除甲醛涂层，自然冷却到室温，所述铝蜂窝板是由六边形孔道组成的板状体，并且 六边形孔道与板状体表面垂直方向夹角为5-20度。
[0012] 本发明优选将除甲醛涂料于水按照1 :1的比例混合均匀。
[0013] 本发明一种基于斜孔铝蜂窝板除甲醛空气净化滤芯所使用的除甲醛涂料各组分 的作用分别如下：活性炭增加涂料干燥后比表面积；过氧化钙为氧化甲醛的主要成分；二 氧化锰作为催化剂可利用空气中的氧气和过氧化钙反应生成的氧气氧化甲醛；氧化钙可除 去多余水分，防止潮解；碳酸钾可以中和生成的甲酸；丙烯酸酯可提高涂料在铝蜂窝上的 附着力。
[0014] 在制备除甲醛涂料时，须先将活性炭与过氧化钙、氧化钙、碳酸钾先混合得到混合 物，然后加入与混合物等重量的去离子水，最后加入胶粘剂和二氧化锰，混匀。其中二氧化 锰的粒径小于1微米。混匀后必须立即使用。
[0015] 优选除甲醛涂料各组分活性炭、过氧化钙、氧化钙、二氧化锰、碳酸钾、胶粘剂的重 量比比例范围为1: (0.5-2): (0.5-2): (0.01-0. 2):(0. 2-0. 8): 0.5时去除空气中甲 醛的效率最高。尤其是采用丙烯酸酯作为胶粘剂时效果更佳。
[0016] 本发明所解决的技术问题是提供一种简单、高效、风阻小的除甲醛滤芯，用于空气 净化器、空调、和新风系统。针对10立方米密闭空间，其甲醛去除率在2. 5分钟内可以达到 93%，10分钟内可以达到100%。
[0017] 本发明为基于斜孔铝蜂窝除甲醛空气净化滤芯的复合材料。其基质如图1所示， 为蜂窝状铝板。在其表面负载活性炭、过氧化钙、碳酸钾等组成的除甲醛材料层后，可直接 用于多种空气净化器、空调和新风系统。铝蜂窝可以极大降低风阻，斜孔的设计可增加空气 与除甲醛涂层之间的接触面积和接触时间