一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108314042 A(43)申请公布日 2018.07.24

(21)申请号 201810343295.0(22)申请日 2018.04.17

(71)申请人 温州德润日用品有限公司

地址 325000 浙江省温州市瓯海经济开发

区北纬一路30号C20-302室(72)发明人 吴文江　

(74)专利代理机构 北京久维律师事务所 11582

代理人 邢江峰(51)Int.Cl.

C01B 32/342(2017.01)

权利要求书1页 说明书5页

CN 108314042 A(54)发明名称

一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法

(57)摘要

本发明涉及活性炭技术领域，且公开了一种

包括以下重量份数配复合球形活性炭净化颗粒，

比的原料：丙烯酸乙酯80-120份、丙烯酸甲酯80-120份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-5份、活化剂1-3份、表面活性剂1-5份、高岭土20-50份、膨润土20-50份、溶解水胶黏剂1-5份和硅酸钾溶液2-6份。该复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法，通过将制成后的活性炭物料与高岭土和膨润土混合，高岭土增加复合球形活性炭的固体性能，使用膨润土增加了复合球形活性炭吸附空气中湿润气体的容量，促使空气趋渐干燥，加入溶解水胶黏剂和喷洒硅酸钾溶液增加活性炭的整体粘合力和抗压力，防止活性炭抗压力差导致的易碎和易飘粉的状况，增加复合球形活性炭吸附污染气体的效率。

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权　利　要　求　书

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1.一种复合球形活性炭净化颗粒，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯80-120份、丙烯酸甲酯80-120份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-5份、活化剂1-3份、表面活性剂1-5份、高岭土20-50份、膨润土20-50份、溶解水胶黏剂1-5份和硅酸钾溶液2-6份。

2.根据权利要求1所述的一种复合球形活性炭净化颗粒，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯80份、丙烯酸甲酯80份、过氧化苯甲酸叔丁酯1份、活化剂1份、表面活性剂1份、高岭土20份、膨润土20份、溶解水胶黏剂1份和硅酸钾溶液2份。

3.根据权利要求1所述的一种复合球形活性炭净化颗粒，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯100份、丙烯酸甲酯100份、过氧化苯甲酸叔丁酯3份、活化剂2份、表面活性剂3份、高岭土35份、膨润土35份、溶解水胶黏剂3份和硅酸钾溶液4份。

4.根据权利要求1所述的一种复合球形活性炭净化颗粒，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯120份、丙烯酸甲酯120份、过氧化苯甲酸叔丁酯5份、活化剂3份、表面活性剂5份、高岭土50份、膨润土50份、溶解水胶黏剂5份和硅酸钾溶液6份。

5.一种复合球形活性炭净化颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将丙烯酸乙酯80-120份、丙烯酸甲酯80-120份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-5份和表面活性剂1-5份加入反应釜内进行混合搅拌反应，设备搅拌的温度在30℃-45℃之间，在时间3h-5h间通过反应使得混合物滋生惰性气体，物料反应完毕后静置自然时间2h-4h，将自然温度下的物体进行蒸馏和洗涤工作，得到树脂并将其放置在容器内以备使用；

2)将步骤1)中制得的树脂加入热炉内进行煅烧，炉内的温度在400℃-850℃之间，在这期间加入活化剂1-3份与树脂进行活化反应，煅烧时间在4h-6h后将物体在自然时间2h-3.5h内静置，随后得到活性炭物质；

3)将步骤3)中制得的活性炭物质与高岭土20-50份和膨润土20-50份一同混合加入温度为20℃-35℃的水中，使用搅拌机进行2h-3.5h的物料混合搅拌工作，随后加入溶解水胶黏剂1-5份与物料进行搅拌，搅拌的时间在1h-1.5h之间；

4)将步骤3)混合后的物料加入成型造球机内进行旋转式成球造粒工作，将造粒后的球形物料的外表面喷洒硅酸钾溶液2-6份，将球形物料放置在粉吹设备内通过压缩空气的方法进行物料多余粉尘的吹散工作，随后将球形物料放置在干燥炉内进行1.5h-2.5h的干燥工作，去除物料内部的水分，炉内温度保持在80℃-110℃；

5)将步骤4)中去除水分后的球形物料放入炭化炉内进行30分钟-45分钟的炭化工作，炭化炉内的温度保持在350℃-450℃；

6)将步骤5)中炭化后的球形物料放置在斯列普活化炉内进行活化工作，将炉内的温度保持在800℃-1000℃之间进行25分钟-45分钟的活化工作；

7)将步骤6)中活化后的球形物料加以检查，符合要求的物料包装入库，即制得复合球形活性炭净化颗粒。

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一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及活性炭技术领域，具体为一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法。

背景技术

[0002]早期由木材、硬果壳和兽骨等经炭化和活化制得的物体名为活性炭，活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，后改用煤通过粉碎、成型和用均匀的煤粒经炭化和活化生产，活性炭的主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮和氯等元素，活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大，活性炭具有很强的吸附性能，是用途极广的一种工业吸附剂。[0003]活性炭被广泛的应用于糖的脱色、军用防毒面具、空气净化器、自来水厂水处理、饮用水净化、解毒、醒酒、治理放射元素污染、治理室内甲醛和蔬菜保鲜等方面，市面上的活性炭售卖种类多样，例如中国专利CN 102259853B中公开了球形活性炭的制备方法，它将炭粉和煤沥青粉磨细混合，并加入配制好的改性水通过盘式造球机造球形成球形活性炭，它的优点是生产效率高，生产的球形活性炭的比表面积大，但是它存在球形活性炭的抗压力差的缺陷，从而导致活性炭内部的粘合度不紧密，增加了活性炭散粉破碎的可能性，从而降低了活性炭吸附污染气体的效率，不方便使用。发明内容[0004](一)解决的技术问题[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法，具备抗压力强等优点，解决了球形活性炭的抗压力差的缺陷，从而导致活性炭内部的粘合度不紧密，增加了活性炭散粉破碎的可能性，从而降低了活性炭吸附污染气体的效率，不方便使用的问题。[0006](二)技术方案

[0007]为实现上述抗压力强目的，本发明提供如下技术方案：一种复合球形活性炭净化颗粒，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯80-120份、丙烯酸甲酯80-120份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-5份、活化剂1-3份、表面活性剂1-5份、高岭土20-50份、膨润土20-50份、溶解水胶黏剂1-5份和硅酸钾溶液2-6份。[0008]优选的，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯80份、丙烯酸甲酯80份、过氧化苯甲酸叔丁酯1份、活化剂1份、表面活性剂1份、高岭土20份、膨润土20份、溶解水胶黏剂1份和硅酸钾溶液2份。[0009]优选的，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯100份、丙烯酸甲酯100份、过氧化苯甲酸叔丁酯3份、活化剂2份、表面活性剂3份、高岭土35份、膨润土35份、溶解水胶黏剂3份和硅酸钾溶液4份。[0010]优选的，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯120份、丙烯酸甲酯120份、过

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氧化苯甲酸叔丁酯5份、活化剂3份、表面活性剂5份、高岭土50份、膨润土50份、溶解水胶黏剂5份和硅酸钾溶液6份。

[0011]本发明要解决的另一技术问题是提供一种复合球形活性炭净化颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0012]1)将丙烯酸乙酯80-120份、丙烯酸甲酯80-120份、过氧化苯甲酸叔丁酯1-5份和表面活性剂1-5份加入反应釜内进行混合搅拌反应，设备搅拌的温度在30℃-45℃之间，在时间3h-5h间通过反应使得混合物滋生惰性气体，物料反应完毕后静置自然时间2h-4h，将自然温度下的物体进行蒸馏和洗涤工作，得到树脂并将其放置在容器内以备使用；[0013]2)将步骤1)中制得的树脂加入热炉内进行煅烧，炉内的温度在400℃-850℃之间，在这期间加入活化剂1-3份与树脂进行活化反应，煅烧时间在4h-6h后将物体在自然时间2h-3.5h内静置，随后得到活性炭物质；

[0014]3)将步骤3)中制得的活性炭物质与高岭土20-50份和膨润土20-50份一同混合加入温度为20℃-35℃的水中，使用搅拌机进行2h-3.5h的物料混合搅拌工作，随后加入溶解水胶黏剂1-5份与物料进行搅拌，搅拌的时间在1h-1.5h之间；

[0015]4)将步骤3)混合后的物料加入成型造球机内进行旋转式成球造粒工作，将造粒后的球形物料的外表面喷洒硅酸钾溶液2-6份，将球形物料放置在粉吹设备内通过压缩空气的方法进行物料多余粉尘的吹散工作，随后将球形物料放置在干燥炉内进行1.5h-2.5h的干燥工作，去除物料内部的水分，炉内温度保持在80℃-110℃；

[0016]5)将步骤4)中去除水分后的球形物料放入炭化炉内进行30分钟-45分钟的炭化工作，炭化炉内的温度保持在350℃-450℃；

[0017]6)步骤5)中炭化后的球形物料放置在斯列普活化炉内进行活化工作，将炉内的温度保持在800℃-1000℃之间进行25分钟-45分钟的活化工作；[0018]7)将步骤6)中活化后的球形物料加以检查，符合要求的物料包装入库，即制得复合球形活性炭净化颗粒。[0019](三)有益效果

[0020]与现有技术相比，本发明提供了一种复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法，具备以下有益效果：[0021]1、该复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法，通过使用丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯混合造成需要匹配的单体，丙烯酸乙酯在受热、光和紫外线的作用下易发生聚合，粘度逐渐增加，从而加大了复合球形活性炭内部的粘合紧密度，过氧化苯甲酸叔丁酯作为引发剂使用，可以降低制成树脂中的毒性，过氧化苯甲酸叔丁酯是不饱和聚酯的高温固化剂，因此能够增强制成后的复合球形活性炭的稳固状态，通过丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酸叔丁酯等材料的共同聚合作用下形成具有高比表面积的复合球形活性炭，从而提高了复合球形活性炭吸附污染气体的容量，进而增加了活性炭净化气体的能力，方便使用。[0022]2、该复合球形活性炭净化颗粒及其制备方法，通过将制成后的活性炭物料与高岭土和膨润土混合，高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，高岭土具备可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变，从而增加了复合球形活性炭的固体性能，提高其抗压能力，膨润土是一种黏土岩，具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附大于自身体积8-15倍的水量，体积膨胀最大可为自身体积的30倍，膨润土还有较强的阳离子交

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换能力，对各种气体、液体和有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达至自身重力的5倍，因此通过使用膨润土增加了复合球形活性炭吸附空气中湿润气体的容量，促使空气趋渐干燥，同时也增加了复合球形活性炭对污染气体的吸附能力，提高了空气洁净效果，通过加入溶解水胶黏剂和喷洒硅酸钾溶液增加活性炭的整体粘合力和抗压力，防止活性炭抗压力差导致的易碎和易飘粉的状况，提高了活性炭整存的数量，增加了复合球形活性炭吸附污染气体的效率，方便使用。具体实施方式

[0023]下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0024]实施例一：一种复合球形活性炭净化颗粒，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯80份、丙烯酸甲酯80份、过氧化苯甲酸叔丁酯1份、活化剂1份、表面活性剂1份、高岭土20份、膨润土20份、溶解水胶黏剂1份和硅酸钾溶液2份。

[0025]本发明要解决的另一技术问题是提供一种复合球形活性炭净化颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0026]1)将丙烯酸乙酯80份、丙烯酸甲酯80份、过氧化苯甲酸叔丁酯1份和表面活性剂1份加入反应釜内进行混合搅拌反应，设备搅拌的温度在30℃-45℃之间，在时间3h-5h间通过反应使得混合物滋生惰性气体，物料反应完毕后静置自然时间2h-4h，将自然温度下的物体进行蒸馏和洗涤工作，得到树脂并将其放置在容器内以备使用；[0027]2)将步骤1)中制得的树脂加入热炉内进行煅烧，炉内的温度在400℃-850℃之间，在这期间加入活化剂1份与树脂进行活化反应，煅烧时间在4h-6h后将物体在自然时间2h-3.5h内静置，随后得到活性炭物质；

[0028]3)将步骤3)中制得的活性炭物质与高岭土20份和膨润土20份一同混合加入温度为20℃-35℃的水中，使用搅拌机进行2h-3.5h的物料混合搅拌工作，随后加入溶解水胶黏剂1份与物料进行搅拌，搅拌的时间在1h-1.5h之间；

[0029]4)将步骤3)混合后的物料加入成型造球机内进行旋转式成球造粒工作，将造粒后的球形物料的外表面喷洒硅酸钾溶液2份，将球形物料放置在粉吹设备内通过压缩空气的方法进行物料多余粉尘的吹散工作，随后将球形物料放置在干燥炉内进行1.5h-2.5h的干燥工作，去除物料内部的水分，炉内温度保持在80℃-110℃；

[0030]5)将步骤4)中去除水分后的球形物料放入炭化炉内进行30分钟-45分钟的炭化工作，炭化炉内的温度保持在350℃-450℃；

[0031]6)步骤5)中炭化后的球形物料放置在斯列普活化炉内进行活化工作，将炉内的温度保持在800℃-1000℃之间进行25分钟-45分钟的活化工作；[0032]7)将步骤6)中活化后的球形物料加以检查，符合要求的物料包装入库，即制得复合球形活性炭净化颗粒。[0033]实施例二：一种复合球形活性炭净化颗粒，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯100份、丙烯酸甲酯100份、过氧化苯甲酸叔丁酯3份、活化剂2份、表面活性剂3份、高岭

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土35份、膨润土35份、溶解水胶黏剂3份和硅酸钾溶液4份。

[0034]本发明要解决的另一技术问题是提供一种复合球形活性炭净化颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0035]1)将丙烯酸乙酯100份、丙烯酸甲酯100份、过氧化苯甲酸叔丁酯3份和表面活性剂3份加入反应釜内进行混合搅拌反应，设备搅拌的温度在30℃-45℃之间，在时间3h-5h间通过反应使得混合物滋生惰性气体，物料反应完毕后静置自然时间2h-4h，将自然温度下的物体进行蒸馏和洗涤工作，得到树脂并将其放置在容器内以备使用；[0036]2)将步骤1)中制得的树脂加入热炉内进行煅烧，炉内的温度在400℃-850℃之间，在这期间加入活化剂2份与树脂进行活化反应，煅烧时间在4h-6h后将物体在自然时间2h-3.5h内静置，随后得到活性炭物质；

[0037]3)将步骤3)中制得的活性炭物质与高岭土35份和膨润土35份一同混合加入温度为20℃-35℃的水中，使用搅拌机进行2h-3.5h的物料混合搅拌工作，随后加入溶解水胶黏剂3份与物料进行搅拌，搅拌的时间在1h-1.5h之间；

[0038]4)将步骤3)混合后的物料加入成型造球机内进行旋转式成球造粒工作，将造粒后的球形物料的外表面喷洒硅酸钾溶液4份，将球形物料放置在粉吹设备内通过压缩空气的方法进行物料多余粉尘的吹散工作，随后将球形物料放置在干燥炉内进行1.5h-2.5h的干燥工作，去除物料内部的水分，炉内温度保持在80℃-110℃；

[0039]5)将步骤4)中去除水分后的球形物料放入炭化炉内进行30分钟-45分钟的炭化工作，炭化炉内的温度保持在350℃-450℃；

[0040]6)步骤5)中炭化后的球形物料放置在斯列普活化炉内进行活化工作，将炉内的温度保持在800℃-1000℃之间进行25分钟-45分钟的活化工作；[0041]7)将步骤6)中活化后的球形物料加以检查，符合要求的物料包装入库，即制得复合球形活性炭净化颗粒。[0042]实施例三：一种复合球形活性炭净化颗粒，包括以下重量份数配比的原料：丙烯酸乙酯120份、丙烯酸甲酯120份、过氧化苯甲酸叔丁酯5份、活化剂3份、表面活性剂5份、高岭土50份、膨润土50份、溶解水胶黏剂5份和硅酸钾溶液6份。

[0043]本发明要解决的另一技术问题是提供一种复合球形活性炭净化颗粒的制备方法，包括以下步骤：

[0044]1)将丙烯酸乙酯120份、丙烯酸甲酯120份、过氧化苯甲酸叔丁酯5份和表面活性剂5份加入反应釜内进行混合搅拌反应，设备搅拌的温度在30℃-45℃之间，在时间3h-5h间通过反应使得混合物滋生惰性气体，物料反应完毕后静置自然时间2h-4h，将自然温度下的物体进行蒸馏和洗涤工作，得到树脂并将其放置在容器内以备使用；[0045]2)将步骤1)中制得的树脂加入热炉内进行煅烧，炉内的温度在400℃-850℃之间，在这期间加入活化剂3份与树脂进行活化反应，煅烧时间在4h-6h后将物体在自然时间2h-3.5h内静置，随后得到活性炭物质；

[0046]3)将步骤3)中制得的活性炭物质与高岭土50份和膨润土50份一同混合加入温度为20℃-35℃的水中，使用搅拌机进行2h-3.5h的物料混合搅拌工作，随后加入溶解水胶黏剂5份与物料进行搅拌，搅拌的时间在1h-1.5h之间；

[0047]4)将步骤3)混合后的物料加入成型造球机内进行旋转式成球造粒工作，将造粒后

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的球形物料的外表面喷洒硅酸钾溶液6份，将球形物料放置在粉吹设备内通过压缩空气的方法进行物料多余粉尘的吹散工作，随后将球形物料放置在干燥炉内进行1.5h-2.5h的干燥工作，去除物料内部的水分，炉内温度保持在80℃-110℃；

[0048]5)将步骤4)中去除水分后的球形物料放入炭化炉内进行30分钟-45分钟的炭化工作，炭化炉内的温度保持在350℃-450℃；

[0049]6)步骤5)中炭化后的球形物料放置在斯列普活化炉内进行活化工作，将炉内的温度保持在800℃-1000℃之间进行25分钟-45分钟的活化工作；[0050]7)将步骤6)中活化后的球形物料加以检查，符合要求的物料包装入库，即制得复合球形活性炭净化颗粒。

[0051]本发明的有益效果是：通过使用丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯混合造成需要匹配的单体，丙烯酸乙酯在受热、光和紫外线的作用下易发生聚合，粘度逐渐增加，从而加大了复合球形活性炭内部的粘合紧密度，过氧化苯甲酸叔丁酯作为引发剂使用，可以降低制成树脂中的毒性，过氧化苯甲酸叔丁酯是不饱和聚酯的高温固化剂，因此能够增强制成后的复合球形活性炭的稳固状态，通过丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酸叔丁酯等材料的共同聚合作用下形成具有高比表面积的复合球形活性炭，从而提高了复合球形活性炭吸附污染气体的容量，进而增加了活性炭净化气体的能力，方便使用，通过将制成后的活性炭物料与高岭土和膨润土混合，高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，高岭土具备可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变，从而增加了复合球形活性炭的固体性能，提高其抗压能力，膨润土是一种黏土岩，具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附大于自身体积8-15倍的水量，体积膨胀最大可为自身体积的30倍，膨润土还有较强的阳离子交换能力，对各种气体、液体和有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达至自身重力的5倍，因此通过使用膨润土增加了复合球形活性炭吸附空气中湿润气体的容量，促使空气趋渐干燥，同时也增加了复合球形活性炭对污染气体的吸附能力，提高了空气洁净效果，通过加入溶解水胶黏剂和喷洒硅酸钾溶液增加活性炭的整体粘合力和抗压力，防止活性炭抗压力差导致的易碎和易飘粉的状况，提高了活性炭整存的数量，增加了复合球形活性炭吸附污染气体的效率，方便使用。

[0052]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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