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纳米改性竹炭聚丙烯无纺布
    一、技术领域

    本发明属于化工和轻纺行业中的吸附、祛菌功能性无纺布制造领域。

    二、背景技术

    随着经济和资源开发的发展，环境污染，尤其是室内装饰及采用的材料，造成有毒有害气体的污染日趋恶化，对人类的健康和生活质量越来越构成了严重的威胁和破坏，人们迫切需要对环境及家居寻求环保新材料，能有效清除室内有毒有害气体，并且不会对环境造成二次污染。

    现有市场上纳米改性竹炭是采用3-5％光触媒纳米级二氧化钛对700-800℃成炭温度100-200目的竹炭进行改性，使之不仅具有竹炭的强大吸附性，还具有能分解有毒有害气体，如甲醛、苯、氨及总挥发性有机化合物(TVOC)分解成无毒无害的二氧化碳和水，还能对细菌等病原微生物进行抑制和杀灭。主要机理是竹炭具有无数的大、中、小孔隙，而新型的纳米二氧化钛(TiO₂)材料，在光的作用下，会进行类似光合作用的光催化反应，产生氧化能力极强OH-自由基和氧原子，具有强分解能力。

    三、发明内容

    本发明的主要目的是研制一种能较好发挥纳米改性竹炭材料性能和作用，同时又便于使用不造成周围物质沾黑的新型纳米改性竹炭聚丙烯无纺布。本发明技术的制备方法，包括工艺步骤如下：

    1、将100-200目纳米改性竹炭颗粒磨成50-200nm的粉体；

    2、将占成品1-5％的纳米级改性竹炭粉在100-120℃条件下干燥，使之含水量低于0.0003％；

    3、将占成品0.05-0.1％的偶联剂加入高速搅拌的改性竹炭粉体中，继续进行搅拌活化10-15分钟。

    4、加入按成品比例的0.06-0.2％的表面活性剂和0.36-20.3％的分散剂，充分高速搅拌，再加入24.4-28.5％的载体聚丙烯切片，充分搅伴，经由造粒机制成改性竹炭母粒；

    5、将本批加工的母粒与余下的聚丙烯切片充分混合后，进入螺杆挤压机熔融，再经纺丝、牵伸、成网、热轧制备成纳米改性竹炭聚丙烯无纺布。

    以上所述，偶联剂可选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂，表面活性剂为硬脂酸锌、分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯腊、液腊。本发明所制备的纳米改性竹炭聚丙烯无纺布具有较强的吸附能力，还具有很好的去菌能力，能分解有毒有害气体如甲醛、苯、氨、总挥发性有机化合物为无毒无害的二氧化碳和水，能对细菌等病原微生物起抑制及杀灭作用。

    本发明所提供的纳米改性竹炭聚丙烯无纺布具有如下性能：

    5％纳米改性竹炭聚丙烯无纺布技术指标

       去除能力  作用时间  去除效果  检验方法  甲醛％  48h  45  QB/T2761-2006  氨％  48h  44  QB/T2761-2006  苯％  48h  15  QB/T2761-2006  总挥发性有机化合物％  48h  14  QB/T2761-2006  细菌总数％  48h  86  GB/T18204.1-2000

    具体实施方式：

    下述实施中纳米改性竹炭由福建省建瓯市特艺竹木有限公司根据张齐生、周建斌ZL200310112754.8生产的，粒径100-200目，理化指标如下：

    外观：黑色

    竹炭含量：                            ≥93％

    纳米TiO₂及抗菌剂：                     ≤7％

    48小时对甲醛去除率                    90.5％

    48小时对氨浓度去除率                  92.0％

    48小时对苯去除率                      90.6％

    48小时对总挥发性有机化合物去除率      87.3％

    48小时对空气中细菌总数去降率          90.7％

    实例中纳米级改性竹炭粉体，采用秦皇岛太极环纳米制品有限公司高能纳米球磨机(多维摆动式)TJH-1-4L加工，纳米改性竹炭粉在100-120℃环境下干燥后使之含水量在0.0003％以下，在高速搅拌下加入偶联剂、表面活剂、分散剂，经造粒机加工成母粒后再将母粒与聚丙烯载体切片均匀混合经螺杆挤压机熔融，再经纺丝、成网、热轧成布。

    实施例1

    原料按该批成品总重量配比如下：

    纳米级改性竹炭50nm-100nm      5％

    聚丙烯                     74.4％

    铝酸酯偶联剂                0.1％

    液腊                        0.3％

    硬脂酸锌                    0.2％

    聚乙烯腊                     20％

    ①纳米级改性竹炭粉体经100-120℃干燥，使含水量低于0.0003％；

    ②将24.4％纳米级改性竹炭粉在高速搅拌下，加入0.1％铝酸酯偶联剂，继续高速搅拌活化10-15分钟；

    ③将0.2％的硬脂酸锌表面活性剂及0.3％液腊、20％的聚丙酸脂分散剂加入，充分搅拌均匀后由母粒造粒机制成改性竹炭母粒；

    ④将所得母粒与余下50％的聚丙烯切片均匀混合；

    ⑤将混合物在螺杆挤压机熔融，再经纺丝、牵伸、成网后再热轧成纳米改性竹炭聚丙烯无纺布，该实例制得纳米改性竹炭聚丙烯无纺布含改性竹炭量在5％。

    实施例2

    按如下配方：

    纳米级改性竹炭(100nm-200nm)        1％

    聚丙烯                          98.5％

    钛酸酯偶联剂                    0.03％

    硅烷偶联剂                      0.03％

    液腊                            0.08％

    硬脂酸锌                        0.06％

    聚丙烯腊                         0.3％

    ①取该批成品总量28.5％的纳米级改性竹炭粉在温度为100-120℃的条件下进行干燥，使含水量低于0.0003％；

    ②将0.03％钛酸酯偶联剂与0.03％硅烷偶联剂加入到高速搅拌下的纳米级改性竹炭粉体中，继续搅拌活化10-15分钟；

    ③将0.06％硬脂酸锌表面活性剂，0.08％液腊、0.3％聚丙烯腊分散剂加入后继续搅伴均匀，由母粒造粒机制成改性竹炭母粒；

    ④将所得母粒与余下70％的聚丙烯经螺杆挤压机熔融，再经纺丝、牵伸、成网、热轧成纳米改性竹炭聚丙烯无纺布。

    以上制得的纳米改性竹炭聚丙烯无纺布含改性竹炭量在1％。

    本产品使用方便，不会对周围物质染黑。本加工技术目前尚无有关新的研制开发及进展的报导。