本发明涉及空气净化剂
技术领域：
，具体涉及一种室内空气复合净化滤网及其制备方法。
背景技术：
室内空气中vocs(挥发性有机化合物)浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在vocs污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。目前己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，由vocs引发的室内环境污染带来的健康问题已日益成为公众瞩目的新热点。滤网是空气净化器的核心部件，其数量和材质对净化效果有很大影响。目前市场上的空气净化器滤网一般只有三四层。其中，空气净化器主流的滤网主要有五种，包括前置滤网、可清洗脱臭滤网、甲醛去除滤网、hepa滤网和加湿滤网。前置滤网主要用于过滤一些大颗粒物，诸如毛发、灰尘等等，hepa滤网主要用于过滤0.3nm以上的颗粒，如pm2.5，脱臭滤网主要利用高比表面积的活性炭吸附异味和甲醛等易挥发有害气体，同时有的空气净化器还会加入除菌滤网层、光触媒滤网层等等。但是，这些滤网只具有单一的吸附功能或催化功能，如果要实现多种功能，需要将多种不同功能的滤网进行叠加，一方面提高了成本，也影响使用。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种室内空气复合净化滤网及其制备方法，该室内空气复合净化滤网能够高效、快速的对室内的vocs进行吸附和催化降解，具有去除率高，对环境危害小的特点。为了实现上述目的，本发明提供一种室内空气复合净化滤网的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、异氰酸酯、胺类扩链剂、辛酸亚锡中混合均匀，然后在75～120℃下反应1～4h，得到聚氨酯树脂；(2)将有机钛酸酯和有机硅酸酯在醇溶剂中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入过渡金属盐，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和硅烷偶联剂，得到混合体系b；将混合体系b在100～150℃下密封反应1～5h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维，对复合纤维进行退火处理，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。本发明还提供一种根据上述方法制备得到的室内空气复合净化滤网。通过上述技术方案，本发明首先采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制备得到聚氨酯，然后将聚氨酯与邻苯二甲酸二正辛酯混合，并加入有机钛酸酯、有机硅酸酯和过渡金属盐的混合体系，接着进行密封热反应，生成了具有催化性能的si-m-tio2(过渡金属和硅共改性二氧化钛)，且si-m-tio2通过硅烷偶联剂的作用与体系中的聚合物发生偶联，使si-m-tio2牢固的附着在聚合物上，最后对其进行静电纺丝，得到含有si-m-tio2的聚合物纤维，最后对聚合物纤维进行退火处理，既除去有机杂质，又能在纤维内部形成多孔结构，提高纤维的比表面积和吸附性能。本发明的室内空气复合净化滤网含有丰富的孔隙结构，比表面积高，能够吸附环境中有害气体，实现了vocs富集、分解过程原位完成，提高了vocs处理速率。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：有机钛酸酯6～24重量份、有机硅酸酯0.2～2重量份、过渡金属盐0.2～1重量份、聚醚多元醇50～80重量份、异氰酸酯50～80重量份、邻苯二甲酸二正辛酯50～100重量份、胺类扩链剂2～5重量份、辛酸亚锡0.1～0.8重量份、硅烷偶联剂3～5重量份、醇溶剂100～200重量份、玻璃纤维50～100重量份、涤纶纤维100～200重量份。优选条件下，所述室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：有机钛酸酯12～20重量份、有机硅酸酯0.4～1.2重量份、过渡金属盐0.4～0.6重量份、聚醚多元醇60～75重量份、异氰酸酯60～75重量份、邻苯二甲酸二正辛酯75～90重量份、胺类扩链剂2～5重量份、辛酸亚锡0.2～0.5重量份、硅烷偶联剂3～5重量份、醇溶剂100～200重量份、玻璃纤维50～100重量份、涤纶纤维100～200重量份。本发明还提供一种所述室内空气复合净化滤网的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、异氰酸酯、胺类扩链剂、辛酸亚锡中混合均匀，然后在75～120℃下反应1～4h，得到聚氨酯树脂；(2)将有机钛酸酯和有机硅酸酯在醇溶剂中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入过渡金属盐，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和硅烷偶联剂，得到混合体系b；将混合体系b在100～150℃下密封反应1～5h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维，对复合纤维进行退火处理，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。本发明中通过聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成聚氨酯树脂，优选条件下，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯二醇中的至少一种。所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的至少一种。所述胺类扩链剂选自二氨基二甲硫基甲苯、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、unilink4102、二乙基甲苯二胺中的至少一种。优选条件下，所述有机钛酸酯、有机硅酸酯和过渡金属盐的质量比为(30～100):(1～2):1。优选条件下，所述有机钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。本发明通过采用硅元素和过渡金属元素对二氧化钛进行掺杂改性处理，提高了tio2的催化活性，且避免了tio2的导电性差且光生电子和空穴容易重组的缺点，提高了催化剂的光利用率和催化效率。优选条件下，所述有机硅酸酯选自硅酸四甲酯、正硅酸乙酯、硅酸四丁酯中的至少一种。优选条件下，所述过渡金属盐选自可溶性铁盐、可溶性镍盐、可溶性锌盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐、可溶性银盐、可溶性钼盐中的至少一种。优选条件下，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷及脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。优选条件下，所述退火处理工艺为：在300～500℃下退火2～6h。优选条件下，所述醇溶剂选自丙三醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇和正丁醇中的至少一种。本发明还提供一种根据上述方法制备得到的室内空气复合净化滤网。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例1一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯16重量份、正硅酸乙酯0.6重量份、氯化镍0.4重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、聚四氢呋喃二醇70重量份、甲苯二异氰酸酯70重量份、邻苯二甲酸二正辛酯80重量份、二氨基二甲硫基甲苯3重量份、辛酸亚锡0.3重量份、丙三醇200重量份、玻璃纤维80重量份、涤纶纤维120重量份。(1)将聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯、二氨基二甲硫基甲苯、辛酸亚锡中混合均匀，然后在80℃下反应2h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四乙酯和正硅酸乙酯在丙三醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入氯化镍，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和氨丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在120℃下密封反应3h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在400℃下退火2h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。实施例2一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四甲酯12重量份、硅酸四甲酯0.4重量份、硝酸银0.4重量份、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷3.2重量份、四氢呋喃-氧化丙烯二醇75重量份、甲苯二异氰酸酯75重量份、邻苯二甲酸二正辛酯75重量份、二氨基二甲硫基甲苯2重量份、辛酸亚锡0.5重量份、乙醇100重量份、玻璃纤维50重量份、涤纶纤维150重量份。(1)将四氢呋喃-氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯、二氨基二甲硫基甲苯、辛酸亚锡中混合均匀，然后在100℃下反应3h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四甲酯和硅酸四甲酯在乙醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入硝酸银，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在120℃下密封反应2h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在400℃下退火3h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。实施例3一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯24重量份、硅酸四丁酯1.2重量份、钼酸钠0.6重量份、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷3.5重量份、聚四氢呋喃二醇60重量份、甲苯二异氰酸酯60重量份、邻苯二甲酸二正辛酯90重量份、二氨基二甲硫基甲苯5重量份、辛酸亚锡0.2重量份、异丙醇200重量份、玻璃纤维100重量份、涤纶纤维100重量份。(1)将聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯、二氨基二甲硫基甲苯、辛酸亚锡中混合均匀，然后在120℃下反应1h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四正丁酯和硅酸四丁酯在异丙醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入钼酸钠，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在150℃下密封反应1h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在500℃下退火2h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。实施例4一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四异丁酯20重量份、硅酸四甲酯0.2重量份、硝酸锌0.2重量份、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、四氢呋喃-氧化丙烯二醇80重量份、甲苯二异氰酸酯80重量份、邻苯二甲酸二正辛酯100重量份、4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷2重量份、辛酸亚锡0.8重量份、丙二醇100重量份、玻璃纤维50重量份、涤纶纤维200重量份。(1)将四氢呋喃-氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯、4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷、辛酸亚锡中混合均匀，然后在75℃下反应4h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四异丁酯和硅酸四甲酯在丙二醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入硝酸锌，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在100℃下密封反应5h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在350℃下退火6h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。实施例5一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：硅酸四甲酯24重量份、硅酸四甲酯2重量份、氯化钴1重量份、脲丙基三甲氧基硅烷5重量份、聚氧化丙烯二醇50重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯50重量份、邻苯二甲酸二正辛酯50重量份、4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷5重量份、辛酸亚锡0.1重量份、异丙醇200重量份、玻璃纤维60重量份、涤纶纤维120重量份。(1)将聚氧化丙烯二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷、辛酸亚锡中混合均匀，然后在90℃下反应3h，得到聚氨酯树脂；(2)将硅酸四甲酯和硅酸四甲酯在异丙醇中混合均匀，搅拌得到混合溶胶，然后向混合溶胶中加入氯化钴，搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和脲丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在120℃下密封反应2h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在350℃下退火3h，，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。对比例1一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯16重量份、正硅酸乙酯0.6重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、聚四氢呋喃二醇70重量份、甲苯二异氰酸酯70重量份、邻苯二甲酸二正辛酯80重量份、二氨基二甲硫基甲苯3重量份、辛酸亚锡0.3重量份、丙三醇200重量份、玻璃纤维80重量份、涤纶纤维120重量份。(1)将聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯、二氨基二甲硫基甲苯、辛酸亚锡中混合均匀，然后在80℃下反应2h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四乙酯和正硅酸乙酯在丙三醇中混合均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和氨丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在120℃下密封反应3h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在400℃下退火2h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。对比例2一种室内空气复合净化滤网，由如下重量份的物质制成：钛酸四乙酯16重量份、氯化镍0.4重量份、氨丙基三甲氧基硅烷3重量份、聚四氢呋喃二醇70重量份、甲苯二异氰酸酯70重量份、邻苯二甲酸二正辛酯80重量份、二氨基二甲硫基甲苯3重量份、辛酸亚锡0.3重量份、丙三醇200重量份、玻璃纤维80重量份、涤纶纤维120重量份。(1)将聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯、二氨基二甲硫基甲苯、辛酸亚锡中混合均匀，然后在80℃下反应2h，得到聚氨酯树脂；(2)将钛酸四乙酯在丙三醇中混合均匀，加入氯化镍搅拌均匀后得到混合体系a；(3)将聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二正辛酯混合均匀，然后再搅拌的条件下，向该混合体系中加入混合体系a和氨丙基三甲氧基硅烷，得到混合体系b；将混合体系b在120℃下密封反应3h，得到复合乳液；(4)对复合乳液进行静电纺丝，得到复合纤维(静电纺丝工艺参数为电压12kv，纺丝液流速为0.5l/h，喷丝口与接收屏间距离12cm，收集辊转速为8m/min，收集辊直径为7.8cm)，将复合纤维在400℃下退火2h，得到室内空气复合纤维；(5)将玻璃纤维、上述室内空气复合纤维和涤纶纤维混纺，得到滤布，然后对滤布进行裁剪、折叠，然后注胶定型，得到室内空气复合净化滤网。实验测试：本发明实施例1-5和对比例1-2中的室内空气复合净化滤网对vocs的净化性能评价在φ20mm、长200mm直型聚四氟乙烯管反应器中进行，将室内空气复合净化滤网加入聚四氟乙烯管反应器中，接着将聚四氟乙烯管反应器抽真空至压力为-1.0kpa，然后向聚四氟乙烯管反应器中注入原料气至常压，测试不同时间下室内空气复合净化滤网对vocs的净化率，原料气组成为：原料气组成为：vocs浓度50ppm(由甲醛、甲苯、二甲苯按摩尔比为3:1:1)，其余为空气。反应在25℃常压环境下进行，实验结果如表1～3所示。表1：实施例和对比例中的室内空气复合净化滤网对甲醛的净化性能2h24h15天实施例138.072.392.9实施例236.875.292.1实施例340.581.595.7实施例431.863.187.8实施例535.169.190.8对比例112.047.376.1对比例221.555.581.7表2：实施例和对比例中的室内空气复合净化滤网对甲苯的净化性能2h24h15天实施例137.161.981.8实施例231.957.276.0实施例321.949.557.1实施例427.952.372.9实施例523.954.775.0对比例112.940.068.8对比例214.245.970.6表3：实施例和对比例中的室内空气复合净化滤网对二甲苯的净化性能2h24h15天实施例125.746.359.5实施例227.745.663.4实施例330.051.963.9实施例428.048.060.3实施例525.745.260.1对比例120.635.657.1对比例214.636.552.7以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12