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吉林法德龙持续爆发,又一创新面世

即时新闻|来源:冷纯廷 刁广祥|2017-10-19

摘要:介绍了纳米粉体非织造布复合材料的加工生产技术 ,并将智能型复合材料加工成防雾霾窗帘,并与防雾霾窗纱进行了综合对比 ,从而展示了智能型防雾霾窗帘的未来应用前景。

关键词:纳米粉体,智能型复合材料,防雾霾窗帘,研制,前景。

1概述

随着人们生活水平的日益提高,汽车进入家庭正朝着刚性化需求方向发展,这也标志着我国已经完全进入汽车时代。汽车保有量的逐渐增多,给城市空气带来了巨大危害。众多汽车的不断跑动,使马路上的灰尘被搅动起来,漂浮在空气中,尤其是小于PM2.5以下的超细粉尘颗粒对人体非常有害,不仅容易进入人的肺部导致肺癌患者增多,而且,容易引起眼疾病,上呼吸道感染,咳喘,皮肤瘙痒等等。自2003年以来,多数城市冬季与春天都被雾霾所笼罩,给人们生活带来了极大的痛苦和烦恼。雾霾治理已引起各级政府的高度重视,但是由于雾霾成因复杂,面积之大 ,治理难度可想而知。人们为了保护自身健康,防雾霾口罩应用量大幅度上升。虽然,我们无法控制室外雾霾,但是,我们可以采取有效措施,保证室内空间没有雾霾。所以最近几年,市场上大量销售室内空气净化器,智能型空调机。有条件的家庭和办公场所,可以通过智能空调机和室内空气净化器来净化室内空气,防止雾霾空气的危害。那么,大多数工薪阶层家庭和一般办公场所、工厂车间,不具备安装智能空调机和室内空气净化器的条件,只能被动地接受雾霾空气危害。根据目前国内现状,我们开发了一种智能型防雾霾窗帘 ,可以科学有效地控制雾霾,使雾霾空气被屏蔽在窗外。

2、纳米粉体非织造布复合材料的生产技术研究      

2.1硅藻土的功能特性简介

我国的硅藻土资源非常丰富,储藏量为3.85亿吨,分布面积约200平方公里。远景储量大于20亿吨,亚洲第一,世界第二。尤其是吉林省白山地区,储藏量占全国60%-65%。硅藻土的品质好,SiO2含量95%以上,Al2O3含量在0.8%-3.0%Fe2O3含量0.2%-2.0%,比表面积大33-65㎡/g,微孔多2.0-2.5亿个/克,粒径范围一般在10-3000na之间,常规密度0.4-0.9g/cm3,微孔体积0.45-0.98cm3/g。随着硅藻土生产分级提纯技术的不断成熟,硅藻土的应用研究也在不断深入,为企业创造了良好的经济效益和社会效益。硅藻土属于一种纳米级粉体材料,它的多微孔吸附性使其具有多功能性,例如:吸附甲醛功能;释放负氧离子功能;净化空气功能;杀菌消毒功能;吸异味除臭功能;吸光消光功能;耐热阻燃功能;吸音降噪功能;耐疲劳抗老化功能和呼吸调湿功能等等。所以,硅藻土在建筑材料、复合材料、净化材料、助滤或微过滤材料上得到了极其广泛的应用。硅藻土已成为继稀土材料之后又一种新型材料,其应用面之广,功能之强,作用之大,已经形成一个绿色的朝阳产业。

2.2纳米粉体非织造布复合材料生产工艺

我们利用硅藻土的多功能特性,采用粘合法非织造布生产工艺,制成一种智能型非织造布复合材料(本公司专利)。硅藻土的多微孔,在制成复合材料的过程中,如果受到封堵微孔就会造成损失,其应用功能就会受到影响,所以必须采取必要的技术措施保证微孔的完好性。由于硅藻土是一种纳米级的粉体材料,虽然具有良好的水溶性和分散性,但是在与粘合剂混合的过程中,存在最大的问题是粉体团聚现象。要想把硅藻土均匀地与粘合剂混合在一起,不采取一定的技术措施,是跟本无法实现的。所以,要研究解决的第一个技术问题,就是解决硅藻土与粘合剂实现均匀混合。我们采用硅藻土改性的方法(本公司专利),使其表面形成薄薄的包覆膜,减小了纳米级硅藻土粉体的团聚现象,当复合材料在加热干燥过程中,包覆膜破涨自动消失,不会影响硅藻土的应用功能。硅藻土改性生产工艺流程如图一所示。

图一:硅藻土改性生产工艺流程

     原料称重→ 混配→高速混合→自然冷却→成品→检验→包装→入库。

首先将粘合剂稀释到固含量5%-20%之间,再把改性硅藻土与粘合剂利用搅拌釜在常温低速情况下进行混合,然后采用粘合法非织造布生产工艺(参见图二),制成纳米粉体非织造布复合材料 。由于这种复合材料具有吸甲醛功能;吸异味除臭功能;杀菌消毒功能;净化空气功能;释放负氧离子功能;呼吸调湿功能;吸光消光功能;吸音降噪功能;抗老化功能;耐热阻燃功能等等,所以我们把这种纳米粉体非织造布复合材料,称其为智能型复合材料。这种智能型复合材料也可作为防护型口罩的智能芯片,由于智能型复合材料的高吸附作用,不仅解决了防护型口罩佩戴时的“气体短路问题”(雾霾空气从口罩与脸部缝隙进入口部),而且由于智能芯片的多功能性,克服了冬天戴口罩眼镜上霜问题。所以,带有智能芯片的新型防护口罩特别受配戴眼镜的广大人群欢迎和喜爱。当然,智能型复合材料也是室内空气净化器、智能空调机集成过滤网和过滤芯的理想材料。本文利用这种智能型复合材料加工成防雾霾窗帘,并进行了大量的应用研究,结果表明具有良好的防雾霾效果,窗帘起到了一种屏蔽雾霾的屏障作用,深受宾馆、学校、办公楼和家庭的欢迎和喜爱。智能型复合材料的生产工艺流程如图二所示。

图二、智能型复合材料的生产工艺流程

粘合剂稀释→改性硅藻土与粘合剂混配→非织造布退卷→复合→烘干→分切→收卷→检验→成品→包装→入库。

3、智能型防雾霾窗帘的应用研究

采用纳米粉体非织造布复合材料为面料,制成封闭式智能型窗帘,既不影响室内光线,又不影响室内外空气互换,还不受室外雾霾空气的污染,同时减轻了室内空气净化器和智能空调机的负担,大大地改善了室内空气质量,使人们在雾霾天气里也能够生活在一个清新舒适的空间里。这种智能型防雾霾窗帘,利用自身的多功能性形成了一道雾霾屏障,使得室外空气通过新型防雾霾窗帘得到了净化作用。防雾霾窗帘的应用,减轻了室内空气净化器和智能空调机的负担,起到了节能降耗作用。我们对智能型防雾霾窗帘进行了大量的跟踪测试,同时与防雾霾窗纱在同等条件下进行了对比测试,其结果是非常理想的。智能型防雾霾窗帘室内外空气测试结果对比如表一所示。

表一:室内外空气测试对比结果

       类别

项目

室外空气质量

           室  内  空  气  质  量

普通室内

防雾霾窗纱

防雾霾窗帘

PM2.5粉尘浓度

270-350ug/m3

150-200ug/m3

75-100ug/m3

50-75ug/m3

烟尘浓度

20-30

15-25

5-12

1-2

甲醛含量

0.18-0.25

0.10-0.21

0.08-0.10

0

二氧化硫含量

0.12-0.18

0.10-0.12

0.02-0.09

0

一氧化碳含量

0.10-0.12

0.06-0.10

0.01-0.05

0

一氧化氮含量

0.02-0.05

0.01-0.04

0.01-0.02

0

PM2.5阻隔率

0

10%-30%

90%-98%

99.0%-99.9%

室内外空气互换量

0

0.10-0.20

m3/mi n.m2

0.8-1.0

m3/mi n.m2

0.8-1.0

m3/mi n.m2

负氧离子浓度

0.1-0.2万个/cm3

0.1-0.2万个/cm3

1.0-1.5万个/cm3

3.0-6.0万个/cm3

相对湿度

85%-90%

75%-90%

70%-85%

40%-60%

注:测试结果为60个雾霾日室内外空气状况的加权平均值。普通室内是指关闭窗户的房间。

从表一的数据中我们不难看出,在雾霾空气严重污染的天气里,室内即便关着窗户,室内外空气质量几乎相差无几,也就是说,室内外空气对人的危害是基本相同的。因此我们必须采取措施,才能有安全的生存空间。无论是防雾霾窗纱还是防雾霾窗帘都是有效的,但是相比较而言,防雾霾窗帘效果更加明显。在严重污染的雾霾天气里,采用智能型复合材料加工的封闭式窗帘,室内空气几乎不存在有害气体,烟尘浓度也非常小。从对雾霾空气净化的效果看,智能型防雾霾窗帘比防雾霾窗纱提高了10%-15%;对PM2.5粉尘颗粒的阻隔率也提高了1-10百分点;室内空气的相对湿度明显好于前者;释放负氧离子的能力是前者的3-4倍。换句话说,智能型复合材料窗帘,对于防止雾霾空气污染更加科学有效。

4、结 束 语

通过我们对智能型防雾霾窗帘的开发与研制,并进行了大量的跟踪对比测试,我们认为,智能型防雾霾窗帘防止雾霾空气污染,净化室内空气,方法是科学、有效的,而且深受用户欢迎和喜爱,今后的应用前景是非常可观的。随着应用研究的不断深入,智能型复合材料在室内空气净化器和智能型空调机上也将得到广泛地应用,智能型复合材料将会给我们未来的生活空间,带来更清新、更舒适、更环保的空气质量,这是科学研究的必然结果。