一种光触媒除甲醛棉毡的制备方法技术领域
本发明涉及一种内饰材料的制备技术，具体是一种用于室内、车内等场所的棉毡的制毡方法。
背景技术
房间内和汽车内所用的棉毡普遍存在着甲醛污染，甲醛为较高毒性物质，有致畸、致癌作用。传统消除甲醛的方法有：通风法、活性炭吸附法和化学法。通风法与活性炭吸附法清除甲醛环保健康，但是耗时且清除不彻底；化学法去除甲醛省时省力，但是不环保，如化学类空气治理产品，是通过人工合成方式得到的，其中很多是芳香族的化合物，芳香族化合物几乎都含有已被证明或者疑为致癌物质的苯环化合物。此外，很多化学产品有氧化性、腐蚀性，容易对器皿造成损害。
传统棉毡的制备方法是：将普通再生棉和110℃低熔点纤维先按比例输入开松机进行开松，经混合机混合和经棉箱震动机混合，再由单锡林双道夫梳理机成网，铺网机铺网，最后经一台烘箱烘压成毡。这种方法制备的棉毡未经除甲醛处理，在使用时会向空气中释放甲醛。
光触媒是指具备光催化剂作用的纳米TiO2，在吸收能量后被激发成带电基团，可以将吸附在其表面的O2和H2O氧化成羟自由基，OH.和活性氧类这些化合物（特别是羟自由基）有很强的氧化性，可轻易将有害物质的化合键打开，从而达到分解的目的。
发明内容
本发明的目的是解决现有棉毡在使用时存在甲醛污染问题，提出一种光触媒除甲醛棉毡的制备方法，在棉毡制备过程中高效地去除甲醛，使棉毡在使用时安全又环保。
本发明所采用的技术方案是：本发明采用从前至后依次设置的开松机、混合机、梳理机、铺网机、高温烘箱、烫平辊和冷却机这一制毡设备，包括以下步骤：
（1）选用再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维作为原材料，同时配置光触媒稀释溶液；在高温烘箱和烫平辊之间增加一台低温烘箱，在梳理机后方装有高压喷枪以喷淋光触媒稀释溶液；在铺网机、高温烘箱、低温烘箱、烫平辊和冷却机的顶部各装一盏紫外灯；
（2）将再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维放入开松机开松，经混合机混合后进入梳理机梳理并输出棉网；开启高压喷枪，在梳理机输出棉网进入铺网机的过程中在棉网上表面连续均匀地喷淋光触媒稀释溶液；负载有光触媒稀释溶液的棉网依次地进入铺网机、高温烘箱、低温烘箱、烫平辊和冷却机，紫外灯始终开启以照射纳米二氧化钛；
（3）从冷却机输出的定型棉毡再按要求切断成型。
进一步地，步骤（1）中，光触媒稀释溶液的配置方法是：先在含二氧化钛的钛精矿中加入熔矿剂，经烧制、酸解后加入纳米晶种制得介质分子达到纳米级的二氧化钛；再采集自然界生长的纯天然的冬凌草或金银花植物，经漂洗、消毒后提取其活性因子，制得PH值为中性的植物渗透精化液；最后按每1000毫升精化液中加入10克的纳米级的二氧化钛比例配置得到光触媒稀释溶液。
步骤（1）中，再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维的重量比是3:1。
步骤（2）中，高温烘箱的温度保持在220℃，低温烘箱的温度保持在100℃。
本发明采用上述技术方案后具有的优点是：
1、本发明采用喷淋工艺，每层铺网上均匀喷淋，使光触媒稀释溶液这一光催化溶剂快速充分的负载在毡子上，去除甲醛更加全面。
2、本发明采用介质分子达到纳米级（20nm以下）的二氧化钛为主要原料，制备得到稳定的光触媒稀释溶剂，运用特制的光触媒溶剂与再生细旦长绒棉毡结合，通过光触媒技术，生产出能有效去除甲醛的符合环保要求的室内或汽车内用棉毡。
3、本发明从铺网机到冷却机安装共计5盏365nm的紫外线UV灯管，使光催化溶剂达到高效催化作用。
4、采用本发明方法制备的棉毡在使用时，因光触媒的作用，在甲醛等接触到空气伤害人体之前已快速分解被清除。由于光触媒公作为光催化剂，它只是提供了反应的场所而本身并不参与化学反应，属于无害化处理，无二次污染。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明
图1是本发明一种光触媒除甲醛棉毡的制备方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明首先准备好原材料以及配置光催化稀释溶液，然后对传统制毡设备进行改装，在制毡过程中将光催化稀释溶液喷淋在棉网上，同时用紫外灯进行光照，使甲醛在制毡过程就被消除。具体过程如下：
参见图1，从棉毡吸音及成本考虑，本发明选用比例合适的再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维作为原材料，110℃低熔点纤维选用皮芯结构的纤维。再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维的重量比是3:1。
在选用原材料同时配置光触媒稀释溶液：先选用含二氧化钛较高的钛精矿为原料，加入熔矿剂，经烧制、酸解后，再加入纳米晶种制得介质分子达到纳米级（20nm以下）的二氧化钛；其次采集自然界生长的纯天然的冬凌草、金银花等植物，经漂洗、消毒后，提取其活性因子，制得PH值为中性的植物渗透精化液；最后按每1000毫升溶液中加入10克的纳米二氧化钛比例配置得到光触媒稀释溶液。为使光触媒稀释溶液更稳定，本发明在光触媒稀释溶液中加入5毫升的食品级乳化剂，经充分搅拌后即得到稳定的不含任何有机溶剂和香精、无毒、无异味、无腐蚀、绿色环保的光触媒稀释溶液。
在原材料和光触媒稀释溶液备好后，对现有的传统制毡设备进行改装。传统制毡设备包括从前至后依次设置的开松机、混合机、单锡林双道夫梳理机、铺网机、高温烘箱、烫平辊和冷却机。改装时，在高温烘箱和烫平辊之间增加一台低温烘箱进行低温烘制。也就是依次设置梳理机、铺网机、高温烘箱、低温烘箱、烫平辊和冷却机。再在梳理机后方安装一只超细孔径的高压喷枪，高压喷枪的喷口正对着从梳理机输出的棉网上表面，其作用是将光触媒稀释溶液迅速变成雾状喷在棉网上。
因纳米二氧化钛对400nm以下的紫外线吸收效果较好，而日光中紫外线较少，因此，本发明采用紫外灯对纳米二氧化钛进行照射。经多次反复试验，选定综合效果较好的365nm的紫外线UV灯，在制毡设备中的铺网机、高温烘箱、低温烘箱、烫平辊、冷却机的顶部各安装一盏365nm的紫外线UV灯，因此，共计要安装5盏365nm的紫外线UV灯。
制毡时，将再生细旦长绒棉和110℃低熔点纤维按比例放入开松机开松，包括预开棉和精开棉；再经混合机混合后进入单锡林双道夫梳理机，进行气流梳理输出棉网。梳理时，将梳理机的单网克重由常规的80g/m2调整为60g/m2，以利于后续充分吸收所喷溶剂。棉网又经铺网机将棉网交叉叠铺在底帘上。此时开启高压喷枪，使得在梳理机输出棉网进入铺网机的过程中在棉网上表面连续均匀地喷淋光触媒稀释溶液，因该光触媒稀释溶液由巨大的比表面积的纳米材料和天然植物提取精华组成，具有较大的分散性和比表面积，从而可使光触媒稀释溶液快速充分地负载于棉网上。喷淋光触媒稀释溶液时，通过调节喷枪阀门以调节喷淋量，喷淋量满足40毫升/千克棉网即可。
负载光触媒稀释溶液的棉网进入铺网机后，经铺网机顶部的紫外线UV灯的照射，能分解掉一部分表层的甲醛。棉网又陆续依次地进入高温烘箱、低温烘箱、烫平辊和冷却机。在此过程中，紫外线UV灯始终开启，以充分照射纳米二氧化钛。高温烘箱的温度保持在220℃，棉网经高温烘箱220℃热熔粘合，在正常制毡的同时，将中间层的甲醛进行挥发降解。低温烘箱的温度保持在100℃，棉网经低温烘箱可进行干燥处理和分解内层的甲醛，进一步消除甲醛。从低温烘箱出来的棉网进入烫平辊，经烫平辊上下烫辊烫压表面，经敞开式的冷却机内部冷却定型成棉毡。最后按产品最终尺寸要求切断成符合要求的棉毡。
适当降低制毡过程中的运行速度，可使棉网照射时间更长，甲醛分解更充分，因此，棉网从铺网机输出直至冷却定型结束，整个过程大致需6-8分钟。在这过程中棉网中所含纳米级的TiO2经各个设备顶部安装的紫外线UV灯的照射下，由于吸收了光能而产生电子空穴对（光载流子），这些空穴对会迅速迁移至表面，并激活其表面附着的H2O与O2而产生氢氧基（-OH）和活性氧（-O）。而这两种氧化性极强的物质会迅速与棉毡子中附着的甲醛以及细菌、病毒等大分子量的碳氢化合物反应，生成无害的CO2和水，从而可充分有效地分解掉棉毡中所含的大部分甲醛等物质并能及时挥发掉。
对用本发明方法所制备的棉毡进行检测，检测项目是以检测甲醛为主的有害物质，经检测结果如下表1所示，表明用本发明方法所制备的棉毡对甲醛的去除率等于或大于87.84。
表1
。