CN101810874A - 一种缓释二氧化氯凝胶、其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓释二氧化氯凝胶，其由如下重量百分比的组分组成：二氧化氯前体0.1～5.0％、凝胶剂1.0～10.0％、螯合剂0.01～2.0％、包合剂0.1～10.0％、活化剂30～70％、缓释剂0.1～5.0％、稳定剂0.1～5.0％、去离子水补至100％。本发明的缓释二氧化氯凝胶能够以一定的速度稳定释放3～6个月，释放期长、释放速度均匀稳定、效力持久；不仅能够高效、安全、持久地去除室内空气中的甲醛，甲醛清除率高，还能够对室内空气进行持续消毒杀菌，彻底净化室内空气；并且不使用高纯二氧化氯气体，制备方法简单，操作简便。

Description

一种缓释二氧化氯凝胶、其制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体地说，涉及一种缓释二氧化氯凝胶、其制备方法及其应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对居室环境的要求也越来越高，室内空气污染日益受到人们的关注。

甲醛是室内空气污染的主要污染物之一，其为无色、有刺激性气味的气体，具有强还原性，在人造板材所用的胶粘剂中含量最高。甲醛的释放期长达3～15年，遇热遇潮就会从材料深层挥发出来，污染环境。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位，其可经呼吸道吸收，对健康有着非常大的危害，尤其对老人、小孩和孕妇危害最大，主要表现为：刺眼流泪，粘膜发炎、喉部疼痛、肺部水肿、恶心呕吐等呼吸道疾病。此外，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。甲醛严重超标时，会导致女性月经紊乱、妊娠综合症、生育力下降及新生儿染色体异常、白血病；长期接触低剂量甲醛污染会导致鼻咽癌、脑癌、结肠癌；高浓度甲醛会破坏免疫系统、肝脏系统等。

据统计，99％的新购轿车甲醛浓度超标，新购轿车中甲醛浓度最低的为0.09mg/m³，有的超标9倍，高达0.95mg/m³；新装修后的房屋中，甲醛浓度通常都在0.1mg/m³以上，有的甚至超标十几倍甚至几十倍。因此，在新房装修或购置新车、新家具后除甲醛已经成为必然。

目前，市场上除甲醛的产品主要有以下几种：活性炭除甲醛、甲醛捕捉剂、光触媒去除甲醛、植物提取液处理法、化学反应中和法、封闭性掩盖法，另外还有一些空气净化器类产品。但是上述产品均不能充分、高效且持久地去除甲醛。

近几年，随着人们对二氧化氯的逐步了解，人们开始利用二氧化氯来清除室内甲醛、进行室内空气消毒、净化。

二氧化氯具有强氧化性，其杀菌能力是氯气的5倍，是次氯酸钠的50倍以上，二氧化氯可以杀灭包括细菌繁殖体、分支杆菌等在内的多种微生物，尤其对甲肝、乙肝、伤寒、脊髓灰质及艾滋病毒有良好的杀灭和抑制效果，世界卫生组织(WHO)确认二氧化氯为广谱、高效、快速、持久、无毒无害的AI级安全消毒剂，其为世界公认的替代氯系消毒剂的第四代绿色环保产品。

为了与甲醛的长期缓慢释放相对应，使二氧化氯能够在一定时间内缓慢释放，中国专利CN1704126，公开日2005年12月7日，公开了一种由稳定性二氧化氯溶液、活化剂、吸附剂、缓释剂混合而成的空气净化剂缓释凝胶；专利CN101194627，公开日2008年6月11日，公开了一种由稳定性二氧化氯溶液、固体吸附剂、稳定剂、pH调节剂等形成的缓释凝胶；专利CN101455849，公开日2009年6月17日，公开了一种空气净化剂，其包括由稳定性二氧化氯溶液、表面活性剂和香精组成的A组分，以及由凝胶剂、活化剂、缓释剂组成的B组分，A、B两种组分混合，即形成缓释凝胶。

但是，上述二氧化氯缓释凝胶产品有着共同的缺点：1、制备稳定性二氧化氯溶液首先要制备出纯度在90％以上的二氧化氯气体，然后用碱液吸收，制备工艺复杂；2、产品的释放期较短(2个月左右)，释放速度不明确、不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种释放期长、释放速度均匀稳定的缓释二氧化氯凝胶，其不仅能够高效、安全、持久地去除室内空气中的甲醛，还能够对室内空气进行持续消毒杀菌，彻底净化室内空气。

本发明的另一目的在于提供所述缓释二氧化氯凝胶的制备方法。

本发明的目的还在于提供所述缓释二氧化氯凝胶的应用。

为了实现本发明的目的，本发明的缓释二氧化氯凝胶，其由如下重量百分比的组分组成：

二氧化氯前体 0.1～5.0％   凝胶剂   1.0～10.0％   螯合剂 0.01～2.0％

包合剂       0.1～10.0％  活化剂   30～70％      缓释剂 0.1～5.0％

稳定剂       0.1～5.0％   去离子水 补至100％。

优选的是：

二氧化氯前体 0.2～4.0％   凝胶剂   2.0～8.0％    螯合剂 0.05～1.5％

包合剂       0.4～8.0％   活化剂   40～60％      缓释剂 0.5～4.0％

稳定剂       0.5～4.0％   去离子水 补至100％。

更优选的是：

二氧化氯前体 1.1～2.2％   凝胶剂   3.0～5.0％    螯合剂 0.5～0.75％

包合剂       2.2～5.0％   活化剂   50％          缓释剂 1.0～2.2％

稳定剂       1.0～2.2％   去离子水 补至100％。

其中，所述二氧化氯前体为亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸镁、亚氯酸钡中的一种或几种。

所述活化剂为磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液或硼砂缓冲液。具体地说，所述磷酸盐缓冲液的pH值为5.0～8.0；所述柠檬酸缓冲液的pH值为4.5～6.5；所述硼砂缓冲液的pH值为5.5～8.0。

所述螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种。

所述包合剂为β-环糊精、表面活性剂中的一种或几种。其中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠、甜菜碱、氧化铵或椰油脂肪酸二乙醇酰胺。

所述凝胶剂为聚丙烯酸钠、交联聚丙烯酸树脂、交联聚乙烯醇、琼脂、黄原胶、聚环氧乙烷、淀粉接枝共聚物、醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。

所述缓释剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠中的一种或几种。

所述稳定剂为蔗糖酯、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸内酯中的一种或几种。

制备本发明的缓释二氧化氯凝胶的方法，包括如下步骤：按照重量百分比称取各组分，然后将稳定剂、螯合剂用去离子水溶解，再加入包合剂及缓释剂，在温度50～60℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入二氧化氯前体，充分搅拌，然后加入凝胶剂，以转速30～50r/min缓慢搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入活化剂，搅拌至形成凝胶状半固体。

本发明的缓释二氧化氯凝胶在去除室内空气中的甲醛、净化空气方面的应用。

本发明充分利用二氧化氯的强氧化性和甲醛的强还原性，针对人造板材、家具长期缓慢释放甲醛的特性，利用包裹技术将二氧化氯前体用包合剂、螯合剂等包裹起来，使其与活化剂共存于凝胶体系中，同时由于凝胶的网状结构，大大降低了二氧化氯前体与体系中游离氢离子的相互作用速度，因此二氧化氯能够边生成边释放，从而真正实现了二氧化氯的缓慢释放，适合于清除装修后或新置家具后居室、汽车、电话亭、储藏室等的室内空气中的甲醛，并且能够消毒杀菌，实现室内空气的彻底净化。

本发明的缓释二氧化氯凝胶，可根据不同需要通过调节亚氯酸盐的用量来制备不同释放浓度的二氧化氯凝胶。如果是新装修后尚未入住的房间，可以用高浓度释放的二氧化氯凝胶，如果是新置家具或轿车后除甲醛，在有人存在的情况下，可以用低浓度释放的二氧化氯凝胶。

本发明的优点在于，本发明的缓释二氧化氯凝胶能够以一定的速度(5.0～8.0mg/h)稳定释放3～6个月，释放期长、释放速度均匀稳定、效力持久；不仅能够高效、安全、持久地去除室内空气中的甲醛，甲醛清除率高，达到94％以上，还能够对室内空气进行持续消毒杀菌，彻底净化室内空气；并且本发明不使用高纯二氧化氯气体，制备方法简单，操作简便。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

组分原料：

亚氯酸钠                5.0g

亚氯酸钡                5.0g

琼脂                    15.0g

淀粉接枝共聚物          5.0g

乙二胺四乙酸            4.0g

β-环糊精               8.0g

柠檬酸缓冲液            100g

羧甲基纤维素钠          8.0g

葡萄糖酸钠              8.0g

去离子水                补至200g。

制备方法：按上述重量配比称取各组分，然后将葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸用去离子水溶解，再加入β-环糊精及羧甲基纤维素钠，在温度60℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入亚氯酸钠及亚氯酸钡，充分搅拌，然后加入琼脂及淀粉接枝共聚物，慢速搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入柠檬酸缓冲液(柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，pH＝6.5)，搅拌至形成凝胶状半固体，得到200g缓释二氧化氯凝胶产品。

实施例2

组分原料：

亚氯酸钠                 2.2g

聚丙烯酸钠               5.0g

乙二胺四乙酸二钠        0.5g

β-环糊精               2.2g

柠檬酸缓冲液            50g

羧甲基纤维素钠          2.2g

葡萄糖酸钠              2.2g

去离子水                补至100g。

制备方法：按上述重量配比称取各组分，然后将葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠用去离子水溶解，再加入β-环糊精及羧甲基纤维素钠，在温度50℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入亚氯酸钠，充分搅拌，然后加入聚丙烯酸钠，慢速搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入柠檬酸缓冲液(柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，pH＝4.5)，搅拌至形成凝胶状半固体，得到100g缓释二氧化氯凝胶产品。

实施例3

组分原料：

亚氯酸钾                 8.0g

交联聚丙烯酸树脂         16.0g

乙二胺四乙酸四钠         3.0g

十二烷基硫酸钠           8.0g

β-环糊精                8.0g

硼砂缓冲液               120g

聚丙烯酰胺               3.0g

聚乙烯吡咯烷酮           1.0g

葡萄糖酸                 8.0g

去离子水                 补至200g。

制备方法：按上述重量配比称取各组分，然后将葡萄糖酸、乙二胺四乙酸四钠用去离子水溶解，再加入十二烷基硫酸钠、β-环糊精及聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮，在温度55℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入亚氯酸钾，充分搅拌，然后加入交联聚丙烯酸树脂，慢速搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入硼砂缓冲液(硼酸-硼砂缓冲液，pH＝7.6)，搅拌至形成凝胶状半固体，得到200g缓释二氧化氯凝胶产品。

实施例4

组分原料：

亚氯酸钾               2.2g

交联聚丙烯酸树脂       6.0g

乙二胺四乙酸四钠       1.5g

甜菜碱                 10.0g

硼砂缓冲液             100g

聚乙烯吡咯烷酮         2.0g

葡萄糖酸内酯           2.0g

去离子水               补至200g。

制备方法：按上述重量配比称取各组分，然后将葡萄糖酸内酯、乙二胺四乙酸四钠用去离子水溶解，再加入甜菜碱及聚乙烯吡咯烷酮，在温度55℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入亚氯酸钾，充分搅拌，然后加入交联聚丙烯酸树脂，慢速搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入硼砂缓冲液(硼酸-硼砂缓冲液，pH＝8.0)，搅拌至形成凝胶状半固体，得到200g缓释二氧化氯凝胶产品。

实施例5

组分原料：

亚氯酸镁               0.2g

交联聚乙烯醇           2.0g

乙二胺四乙酸二钠       0.05g

氧化铵                 0.4g

磷酸盐缓冲液           40g

聚乙二醇                0.5g

蔗糖酯                  0.5g

去离子水                补至100g。

制备方法：按上述重量配比称取各组分，然后将蔗糖酯、乙二胺四乙酸二钠用去离子水溶解，再加入氧化铵及聚乙二醇，在温度50℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入亚氯酸镁，充分搅拌，然后加入交联聚乙烯醇，慢速搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入磷酸盐缓冲液(磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液，pH＝7.0)，搅拌至形成凝胶状半固体，得到200g缓释二氧化氯凝胶产品。

以下通过对新购轿车及新装修居室进行清除甲醛实验，来进一步说明本发明。

实验例1

对一新购轿车进行实验，实验前关闭门窗2h，测定其甲醛浓度为0.5mg/m³。然后，放入实施例2的缓释二氧化氯凝胶200g，关闭门窗，48h后再次测定车内甲醛浓度为0.15mg/m³，甲醛清除率为70％；开窗通风，持续放置1个月，再次测定甲醛浓度为0.03mg/m³，甲醛清除率为94％。

实验例2

对一新装修带家具的20m²居室进行实验，实验前关闭门窗8h，测定其甲醛浓度为0.35mg/m³。然后，放入实施例4的缓释二氧化氯凝胶200g，关闭门窗，48h后再次测定室内甲醛浓度为0.10mg/m³，甲醛清除率为71.4％；开窗通风，持续放置1个月，再次测定甲醛浓度为0.01mg/m³，甲醛清除率为97.1％。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方案及效果实验对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，所属领域的普通技术人员可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种缓释二氧化氯凝胶，其特征在于，其由如下重量百分比的组分组成：

二氧化氯前体  0.1～5.0％   凝胶剂  1.0～10.0％  螯合剂  0.01～2.0％

包合剂        0.1～10.0％  活化剂  30～70％     缓释剂  0.1～5.0％

稳定剂        0.1～5.0％   去离子水 补至 100％。

2.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，其由如下重量百分比的组分组成：

二氧化氯前体  0.2～4.0％   凝胶剂  2.0～8.0％   螯合剂  0.05～1.5％

包合剂        0.4～8.0％   活化剂  40～60％     缓释剂  0.5～4.0％

稳定剂        0.5～4.0％   去离子水 补至 100％。

3.根据权利要求1或2所述的凝胶，其特征在于，其由如下重量百分比的组分组成：

二氧化氯前体  1.1～2.2％   凝胶剂  3.0～5.0％   螯合剂  0.5～0.75％

包合剂        2.2～5.0％   活化剂  50％         缓释剂  1.0～2.2％

稳定剂        1.0～2.2％   去离子水 补至 100％。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的凝胶，其特征在于，所述二氧化氯前体为亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸镁、亚氯酸钡中的一种或几种。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的凝胶，其特征在于，所述活化剂为磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液或硼砂缓冲液。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的凝胶，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠中的一种或几种；所述包合剂为β-环糊精、表面活性剂中的一种或几种。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的凝胶，其特征在于，所述凝胶剂为聚丙烯酸钠、交联聚丙烯酸树脂、交联聚乙烯醇、琼脂、黄原胶、聚环氧乙烷、淀粉接枝共聚物、醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的凝胶，其特征在于，所述缓释剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠中的一种或几种；所述稳定剂为蔗糖酯、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸内酯中的一种或几种。

9.制备权利要求1-8任意一项所述凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量百分比称取各组分，然后将稳定剂、螯合剂用去离子水溶解，再加入包合剂及缓释剂，在温度50～60℃下搅拌溶解，冷却至室温后加入二氧化氯前体，搅拌，然后加入凝胶剂，以转速30～50r/min搅拌使其分散均匀，最后在搅拌下加入活化剂，搅拌至形成凝胶状半固体。

10.权利要求1-8所述凝胶在去除空气中的甲醛、净化空气方面的应用。