CN101684395A

CN101684395A - 去除胶合剂中甲醛的添加剂组成物及其制备方法

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Publication number: CN101684395A
Application number: CN200810168828A
Authority: CN
Inventors: 吴彩莲; 吴正婷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-28
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2010-03-31

Abstract

本发明公开了一种可去除胶合剂中甲醛的添加剂组成物及其制备方法。该添加剂组成物包括：甲壳素，有机酸，抗败血酸，过硫酸钾，界面活性剂和水。其制备方法包括将甲壳素与适量水混合搅拌以制作甲壳素基液；将水、有机酸、抗败血酸及过硫酸钾混合搅拌以制造酸性基液；将所制备的甲壳素基液和酸性基液均匀混合，再以过硫酸钾调整溶液，即得。本发明组合物通过甲壳素的螯合作用及氨基来吸附分解胶合剂中的甲醛，可将胶合剂中的甲醛转化成水及其它无害的物质，达到去除甲醛目的，避免了因胶合剂中的甲醛释放而产生的空气污染。本发明添加剂组成物可有效去除胶合剂中甲醛且不改变胶合剂性状，可广泛应用添加于水性胶合剂中。

Description

去除胶合剂中甲醛的添加剂组成物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种添加剂组成物，尤其涉及一种能够有效去除胶合剂中甲醛且不改变胶合剂性状的并广泛应用添加于水性胶合剂的添加剂组成物，本发明还涉及该及添加剂组成物的制备方法，属于化工领域。

背景技术

目前常用的胶合剂和我们的生活密切且习习相关，其成分中多含有甲醛(俗称福马林)，这些胶合剂的组成主要以尿素、甲醛合成的尿素甲醛树脂及聚醋酸乙烯树脂。其中，胶合剂的尿素甲醛树脂由于具有价廉、无色、水溶性佳等优点，自开发以来即被广泛地应用在合板、木芯板、层积板等板材的制造及加工过程，这些板材完成后又大量地被使用在居家建筑及装潢上，以致房屋装修完成后，这些板材中胶合剂随着时间和环境温度变化，其内含的甲醛会逐渐以气体形态逸散至空气中，最后影响室内环境空气品质并严重威胁居住者的健康。同样地，聚醋酸乙烯树脂也因为操作方便而大量地被应用在木材、塑胶地砖、壁纸等相关建材的胶合过程。

根据统计，人们一生中约有超过90％以上的时间是处于广义的建筑室内空间中，因此室内空气品质的优劣对人体的健康影响很大，而从许多研究报告中也已经证实，建材使用的胶合剂中所含的甲醛是室内环境品质的主要污染源之一，例如，经调查显示在一般新建成而未装修的住宅以及装修不久的房屋内，甲醛和其它有害气体的检出率为100％，而且是世界卫生组织(WHO)规定的最高容许浓度0.08mg/m³的40倍以上，在装修5天后的室内的甲醛浓度也是标准值的30倍以上，即使6个月以后也超标3倍以上。

事实上，这些建材内所含的甲醛的释放期通常可以长达3～15年，换言之，它对室内环境品质的污染是非常长久的。此外，医学研究报告更进一步指出，前述甲醛是以一种在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，其毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害，通常浓度达到0.01～1.6ppm范围便会开始刺激眼睛，浓度达到2～3ppm便会让眼睛产生刺痛感，10～20ppm则会严重流泪，危险浓度高达30ppm后便会危害生命；由此可知，潜藏在室内周遭的甲醛对人体健康的严重危害实已不容小觑。

近年来为避免室内不良空气品质所引发的种种人体健康危机以及建筑装潢行为所导致甲醛逸散对室内人员的健康危害，世界各主要先进国家亦多针对其建材与家具相关商品等建立甲醛逸散管制的规范与检测机制。例如中国台湾环保署业已公布《室内空气品质建议值》、《室内空气品质管理法草案》；日本厚生劳动省也制定了《环境基本法》来限定室内的甲醛浓度值，以便促进降低室内空气污染来确保舒适健康的室内空间。

而面对人们高涨的环保意识以及对健康、安全保障的强烈需求，根本地杜绝甲醛的来源已是一个刻不容缓的课题，因此积极研发低游离甲醛的胶合剂是世界各国的一个重要趋势及管制目标，可是因为尿素甲醛树脂及聚醋酸乙烯树脂的价廉、便利及不易取代性，使其仍为目前胶合剂应用的一个主流，如何在尽量不改变其性状的情形下有效去除绝大部份的甲醛，乃是亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明人有鉴于上述需求，乃积极着手从事研发，以期可解决上述胶合剂所存在的缺点，经过不断的试验及努力，终于完成了本发明。

本发明的主要目的在于解决上述问题，提供一种可短时间吸附分解胶合剂中对人体有危害的甲醛成份以达无害状态，并不改变其性状的添加剂组成物。

本发明的另外一个目的是提供一种制备上述添加剂组成物的方法。

为了达成上述目的，本发明系采取以下的技术手段予以达成，其中该添加剂组成物的成份至少包括：

甲壳素，有机酸，抗败血酸，过硫酸钾，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐(Sodiumpolyoxyethylene lauryl ether sulfate)、烷基硫酸盐(Sodium laurylsulfate)、聚氧乙烯烷醚(Polyoxyethylene alkyl ether)和水；

所述的甲壳素是由含氮多醣类生物性高分子经过高度去乙酰化反应后所得到的聚葡萄醣胺；

所述的有机酸用来溶解该甲壳素微粒子，包括但不限于稀醋酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)、柳酸或乳酸；

其中，该添加剂组成物中的甲壳素含量约为添加剂组成物总重量的3～10wt％，有机酸约占添加剂组成物总重量的2～12wt％，抗败血酸约占添加剂组成物总重量的2wt％～8wt％，过硫酸钾约占添加剂组成物总重量的1wt％～6wt％，，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐约为添加剂组成物总重量的0.5％～1.5％，烷基硫酸盐约为添加剂组成物总重量的1.0％～2.0％，聚氧乙烯烷醚约为添加剂组成物总重量的0.5％～1.0％，余量为水。

本发明另外的一个目的是提供一种制备上述添加剂组成物的方法，其包括下述步骤：

(1)甲壳素基液的制备：将甲壳素与适量的水混合搅拌，使甲壳素溶解于水中并无沉淀后，得甲壳素基液；

(2)酸性基液的制备，将其余的水与有机酸混合搅拌，于连续搅拌运作中加入抗败血酸并持续搅拌，加入占总重量6/7的过硫酸钾，然后持续搅拌后加入界面活性剂，待搅拌至呈匀相后，得酸性基液；

(3)混合：酸性基液持续搅拌运作中，将甲壳素基液缓慢地加入到酸性基液中并持续搅拌，使两基液均匀混合后，再将剩余的(占重量1/7)过硫酸钾加入到混合液中混合均匀，最后渐次地降缓搅拌速度直到溶液外观呈淡黄色透明液体，过滤去除杂质，分装密封，即得。

其中，其中步骤(1)中所加水的量以使甲壳素充分溶解在水中即可，只要能保证甲壳素充分溶解，多加一点水或少加一点水，都不对本发明的效果构成任何影响。

上述混合步骤的各搅拌过程中最好要避免气泡生成。

应用本发明添加剂组成物来去除胶合剂中甲醛时，是将所述添加剂组成物直接添加到胶合剂中混合均匀，其加入量为占胶合剂中重量的1～20％；

本发明添加剂组成物主要通过其中所包含的甲壳素对胶合剂中甲醛的强大吸附并分解的能力，使达到对室内空气的净化效果。所述的有机酸用来溶解该甲壳素微粒子，抗败血酸用以强化该有机酸的效果；所用的过硫酸钾用以改变甲壳素的分子键；

甲壳素是由含氮多醣类生物性高分子-几丁质(chitin)经过高度去乙酰化反应(deacetylation，亦即将乙酰基去掉以形成胺基)后而得到的聚葡萄醣胺-几丁聚醣(Chitosan)，这种甲壳素的氨基(-NH₂)对甲醛(HCHO)等有害物质特别具有高度吸附分解能力，因此可达到有效净化胶合剂中甲醛的效果，且其在生态系中易于分解、易于再生，所以没有造成二次污染之虞。

在如下分子式所示，该甲壳素具有氨基(-NH₂)：

可将甲醛吸附并将其转换为无害的物质。其作用机制详述如下：

甲壳素与甲醛的作用机制

甲壳素的带有正电荷的氨基(-NH₂)，可吸附甲醛(HCHO)并固定化，因此可将胶合剂中甲醛转化成无害的物质，达到去除甲醛的目的，其反应机制为：

[其中，R’＝甲壳素]

本发明添加剂组成物可达成改善胶合剂中甲醛逸散的问题，此外，本发明添加剂组成物使用在一定比例下并不会改变胶合剂的物理性状，且本发明添加剂可将胶合剂中甲醛吸附并将分解成水(H₂O)及其它无害的物质。

本发明添加剂组成物系包含甲壳素(Chitosan)以及用来溶解该甲壳素微粒子的有机酸，再使用具有辅助效果的抗败血酸加以强化并利用过硫酸钾改变其分子键，最后使用水(H₂O)为主的溶剂予均匀调和成水性胶合剂添加剂。

将本发明添加剂组成物以一定比例添加于水性胶合剂中，可达去除胶合剂中甲醛的效果，主要是该添加剂组成物利用均匀分布胶合剂中的甲壳素的氨基(-NH₂)来吸附甲醛(HCHO)并分解，因此可将胶合剂中的甲醛转化成水(H₂O)及其它无害的物质，达到去除甲醛目的。

另外，由前述说明可知，本发明添加剂组成物是利用水为主的溶剂将甲壳素和其它元素均匀混合而成，添加剂本身为完全不含发挥性的有机化合物的水性混合液，因此使用时不会危害人体健康，也不因时间而起变化，而且本发明添加剂组成物可将甲醛吸附并将其转换为水(H₂O)及其它无害的物质；是故，本发明添加剂可将伤害人体健康甚巨的胶合剂改善成一种令人安心的安全应用介质。

附图说明

图1本发明添加剂组成物不同添加量使用于尿素甲醛树脂时的甲醛去除效果比较图。

图2本发明添加剂组成物不同添加量使用于聚醋酸乙烯树脂时的甲醛去除效果比较图。

具体实施方式

实施例1本发明添加剂组成物的制备

按以下重量称取各原料(单位：kg)：

甲壳素3，有机酸2，抗败血酸2，过硫酸钾1，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐0.5，烷基硫酸盐1.0，聚氧乙烯烷醚0.5，水90；

甲壳素与一定量的水(水的用量以能将甲壳素充分溶解于其中即可)混合盛装在第一搅拌槽中作约20分钟的初步混合搅拌至甲壳素完全溶解及不沉淀，得甲壳素基液，备用；将有机酸与剩余的水混合盛装在第二搅拌槽中作约15分钟的初步混合搅拌后，于连续搅拌运作中加入抗败血酸并持续搅拌约15分钟后，再缓慢地加入占总重量6/7的过硫酸钾，确保无溶解不全或结块的情形发生，然后持续搅拌约25至35分钟后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基硫酸盐，待搅拌至呈匀相的酸性基液后，将前述甲壳素基液缓慢地加入酸性基液中并持续搅拌约30分钟，使该二种基液均匀混合，之后加入剩余(占总重量1/7)的过硫酸钾，使混合液的黏度达到200～1600cps(室温)，最后渐次地降缓搅拌速度直到溶液外观呈淡黄色透明液体(搅拌过程中需避免在气泡生成)，过滤去除杂质，分装密封，即得。

实施例2本发明添加剂组成物的制备

按以下重量称取各原料(单位：kg)：甲壳素10，有机酸12，抗败血酸8，过硫酸钾6，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐1.5，烷基硫酸盐2.0，聚氧乙烯烷醚1.0，水59.5；

甲壳素与一定量的水(水的用量以能将甲壳素充分溶解于其中即可)混合盛装在第一搅拌槽中作约20分钟的初步混合搅拌至甲壳素完全溶解及不沉淀，得甲壳素基液，备用；将有机酸与剩余的水混合盛装在第二搅拌槽中作约15分钟的初步混合搅拌后，于连续搅拌运作中加入抗败血酸并持续搅拌约15分钟后，再缓慢地加入占总重量6/7的过硫酸钾，确保无溶解不全或结块的情形发生，然后持续搅拌约25至35分钟后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基硫酸盐，待搅拌至呈匀相的酸性基液后，将前述甲壳素基液缓慢地加入酸性基液中并持续搅拌约30分钟，使该二种基液均匀混合，之后加入剩余(总重量1/7)的过硫酸钾，使混合液的黏度达到200～1600cps(室温)，最后渐次地降缓搅拌速度直到溶液外观呈淡黄色透明液体(搅拌过程中需避免在气泡生成)，过滤去除杂质，分装密封，即得。

实施例3本发明添加剂组成物的制备

按以下重量称取各原料(单位：kg)：甲壳素6，有机酸8，抗败血酸4，过硫酸钾3，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐1.0，烷基硫酸盐1.5，聚氧乙烯烷醚0.8，水75.7；

甲壳素与一定量的水(水的用量以能将甲壳素充分溶解于其中即可)混合盛装在第一搅拌槽中作约20分钟的初步混合搅拌至甲壳素完全溶解及不沉淀，得甲壳素基液，备用；将有机酸与剩余的水混合盛装在第二搅拌槽中作约15分钟的初步混合搅拌后，于连续搅拌运作中加入抗败血酸并持续搅拌约15分钟后，再缓慢地加入过硫酸钾，确保无溶解不全或结块的情形发生，然后持续搅拌约25至35分钟后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基硫酸盐，待搅拌至呈匀相的酸性基液后，将前述甲壳素基液缓慢地加入酸性基液中并持续搅拌约30分钟，使该二种基液均匀混合，之后加入剩余(占总重量1/7)的过硫酸钾，使混合液的黏度达到200～1600cps(室温)，最后渐次地降缓搅拌速度直到溶液外观呈淡黄色透明液体(搅拌过程中需避免在气泡生成)，过滤去除杂质，分装密封，即得。

试验例1本发明添加剂组成物的应用效果试验

请参看图1所示，本发明添加剂组成物应用在尿素甲醛树脂时，当本发明添加剂组成物的添加比例分别为3wt％、6wt％、9wt％时，甲醛去除率分别为32.5％、55.6％、57.6％。

请参看图2所示，应用在聚醋酸乙烯树脂时，当本发明添加剂组成物的添加比例分别为3wt％、6wt％、9wt％时，甲醛去除率分别为30％、46.9％、65％，因此本发明添加剂能高效率地去除胶合剂中甲醛，其成效性已不容怀疑。

本发明并非局限于以上所述形式，很明显地，对于本领域技术人员而言，在参考上述说明后，能有更多的改良与变化，是以，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴，并予陈明。而紧接于后将以一具体实施例继续说明，以进一步阐明本发明的创新特征。

Claims

1、一种去除胶合剂中甲醛的添加剂组成物，包括：甲壳素，有机酸，抗败血酸，过硫酸钾，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷醚和水。

2、按照权利要求1所述的添加剂组成物，其特征在于：所述甲壳素是由含氮多醣类生物性高分子经过高度去乙酰化反应后所得到的聚葡萄醣胺。

3、按照权利要求1所述的添加剂组成物，其特征在于：所述有机酸选自稀醋酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸、柳酸或乳酸。

4、按照权利要求1所述的添加剂组成物，其特征在于，各组分的重量百分比为：甲壳素3wt％～10wt％，有机酸2wt％～12wt％，抗败血酸2wt％～8wt％，过硫酸钾1wt％～6wt％，烷基聚氧乙烯醚硫酸盐0.5wt％～1.5wt％，烷基硫酸盐1.0wt％～2.0wt％聚氧乙烯烷醚0.5wt％～1.0wt％，余量为水。

5、一种制备权利要求1所述添加剂组成物的方法，包括下述步骤：

(2)酸性基液的制备：将其余的水与有机酸混合搅拌，于连续搅拌运作中加入抗败血酸并持续搅拌，再缓慢地加入占总重量6/7的过硫酸钾，然后持续搅拌后依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸盐和烷基硫酸盐，待搅拌至呈匀相后，得酸性基液；

(3)混合：酸性基液持续搅拌运作中，将甲壳素基液缓慢地加入到酸性基液中并持续搅拌，使两基液均匀混合后，将剩余的过硫酸钾加入到混合液中，最后渐次地降缓搅拌速度直到溶液外观呈淡黄色透明液体，过滤去除杂质，分装密封，即得。

6、权利要求1-5任何一项所述添加剂组成物在去除胶合剂中所含甲醛中的应用，包括：将所述添加剂组成物直接添加到胶合剂中混合均匀，其加入量为占胶合剂总重量的1～20％。