[發明專利]甲醛捕捉劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310607901.2
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104645800A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 劉清珺;王欣欣;亓學奎;羅運軍
• 申請（專利權）人: 北京市理化分析測試中心
• 主分類號: B01D53/77
• 分類號: B01D53/77;B01D53/72
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及高分子材料領域及環保產品技術領域，具體地說，涉及一種新型的甲醛捕捉劑及其制備方法。

背景技術

甲醛為毒性較高的物質，甲醛對眼、粘膜、呼吸道具有刺激性作用，可引起多種急性病，并被認為潛在的致癌物質，多份研究報道表明嬰兒白血病70%與環境中甲醛超標有關。

甲醛作為最基本的化工原料被廣泛的用于化工、醫藥、農藥、涂料、甚至于食品加工等多個領域。尤其在建材及裝修領域，甲醛的危害日益受到人們的重視。

目前，在家庭裝修完成后，普遍使用甲醛消除劑消除室內甲醛污染。市面上已有的甲醛消除劑產品均存在一些問題：例如，無機銨類物質甲醛消除劑有效時間短，噴涂后易結晶析出影響外觀；有機多胺類甲醛消除劑容易揮發產生二次污染，噴涂后產生白色痕跡，且其中的一些還具有相當的毒性對人體產生一定危害；一些植物提取物及天然產物甲醛消除劑雖然毒性較低，無二次污染問題，但它們其中的有效成分有限，不能很好的消除甲醛，總體上效率偏低；高分子類甲醛消除劑具有無揮發性，效率高，成膜性好等特點，ZL200810232101.6公開了一種甲醛捕捉劑及其制備方法，其使用胺基明膠及端氨基聚合物作為甲醛捕捉劑的主要成分，但其制備工藝繁瑣，生產成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的甲醛捕捉劑及其制備方法。

為了實現本發明目的，本發明首先提供一種制備新型甲醛捕捉劑的方法，包括以下步驟：

1）向二乙烯基三胺的甲醇溶液中加入丙烯酸甲酯，于0-20℃發生縮聚反應，反應時間為0-24小時；其中，二乙烯基三胺與丙烯酸甲酯的摩爾比為1:1-1.5；

2）向步驟1）所得反應混合物中加入引發劑A，分四個階段升溫至60℃、100℃、120℃和140℃，前兩個升溫階段用水泵保持真空，后兩個升溫階段換用油泵保持真空，總反應時間為0-24小時；

3）向步驟2）所得反應混合物中加入混合物1-4倍重量的水，攪拌后，向所得稀釋液中分別加入稀釋液0.5-5%倍重量的助劑B，以及稀釋液0.5-5%倍重量的助劑C，于0-50℃攪拌，即得產物甲醛捕捉劑。

其中，步驟2）中所述引發劑A為3-氨基丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶聯劑KH550）改性的二氧化鈦。其制備方法為：稱取3-氨基丙基三乙氧基硅烷1.5g溶于40mL無水乙醇中，充分攪拌使之混合分散均勻，然后加入納米二氧化鈦，充分攪拌，于80℃反應3-4h后過濾得沉淀，真空干燥后即得3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的二氧化鈦粉末。

步驟3）中所述助劑B為雙丙酮丙烯酰胺。

所述助劑C為丁二酸二酰阱、己二酸二酰阱、葵二酸二酰阱等中的至少一種。

步驟1）中所述二乙烯基三胺的甲醇溶液中二乙烯基三胺的濃度為35%。

步驟3）中使用的水為去離子水或蒸餾水。

本發明還提供根據上述方法制備的甲醛捕捉劑。

具體地，本發明采用丙烯酸甲酯單體與多胺類化合物進行加成縮聚反應，生成一種富含胺基基團的超支化聚合物，而后加入相應的助劑合成一種高效的高分子類甲醛捕捉劑。捕捉劑利用了多胺類化合物的胺基基團進行甲醛捕捉，利用了丙烯酸酯類物質的碳骨架進行成膜固定，利用相應的多種助劑進行改性以增加其物理性能及除醛功效。

采用本方法制備的甲醛捕捉劑具有如下特點：無毒、無揮發性、無刺激性氣味，對人體無二次傷害，可與水無限混溶，性質溫和無腐蝕，易添加及噴涂，成膜性好，效用持久。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本方法制備的多氨基超支化聚合物由于分子間具有大量的伯胺、仲胺、叔胺基團，對甲醛等有害物質具有高度吸附分解能力，使除醛效率非常高；另外，其高度支化的內部獨特納米微孔三維結構可以螯合離子和吸附小分子，且分子呈無纏結網狀結構，成膜性好，在阻擋甲醛釋放的同時高效吸收空氣中的甲醛，且無揮發和刺激性，膜層呈透明態，對家具及墻面無腐蝕破壞。

所述多氨基超支化聚合物的結構如式（I）所示：:

上述聚合物可將甲醛吸附并將其轉換為無害的物質，其作用機制為：聚合物的帶有正電荷的氨基(-NH₂)，可吸附甲醛(HCHO)并固定化，因此可將甲醛轉化成水（H₂O）及其它無害物質，達到去除甲醛的目的。反應機制為：