CN103642069A - 一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂及其制备方法，属于化工技术领域。该甲醛捕捉剂是一种由液中干燥法制备的微胶囊，核层物质是尿素、三聚氰胺和丙烯酰胺之一，壳层材料是由甲基纤维素、乙基纤维素和羟乙基纤维素之一。该甲醛捕捉剂在板材压制过程中与脲醛树脂胶黏剂一起加入，作用机理在于湿热环境中壳层材料的溶胀，由毛细作用将核层材料缓慢释放出来，与脲醛树脂中的游离甲醛及树脂不稳定结构裂解释放的甲醛相结合，达到消除甲醛的目的；另外，由于微囊具有缓释效应，能够持续缓慢的释放核层物质，消除甲醛作用更加持久。添加该缓释型甲醛捕捉剂制备的胶合板甲醛释放释放量≤0.3mg/L。

Description

一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂及其制备方法，属于化工技术领域。
背景技术
近年来，家装行业的蓬勃发展使得人造板用量急剧增加，2012年我国人造板产量约2.86亿m3，位居世界第一。人造板的大量使用同时随之而来的室内甲醛浓度长期超标带来的污染一直是人们关注的问题。甲醛是一种有毒气体，已经成为居室内的最大污染源，而且在2004年被世界卫生组织列为致癌和致畸型物质。甲醛浓度超标时刺激人体的上呼吸道和眼角膜，长期接触甲醛的人免疫力会降低，这些危害对老人和儿童尤为严重，因此，净化居室空气、消除甲醛污染已经成为保障人民身体健康的重要任务。
随着国家一系列政策和法律法规的出台，人们的环保和健康意识逐步增强，使用大量低甲醛释放的环保型人造板应经成为必然的趋势。我国于2001年就制定了《室内装饰装修材料——人造板及其制品中甲醛释放量限量》强制性国家标准(GB18580－2001)，规定了E1级、E2级人造板标准。这意味着只有生产出符合“环保、无公害”的人造板，才能满足国内外市场的需求。
在世界人造板制造业中，80%以上是由以甲醛作为基料的脲醛树脂胶黏剂粘接而成的，而脲醛树脂结构中存在亚甲基醚键和羟甲基等不稳定结构，容易裂解从而释放出甲醛，这个过程是持久缓慢的，且与脲醛树脂同寿命，也就是说只要使用脲醛树脂制造的人造板，就有甲醛释放，并且与环境的温度和湿度有着很大的关系。所以在采用低摩尔比制备脲醛树脂胶黏剂的同时更需要添加一种长期有效的甲醛捕捉剂来消除后期持续释放的甲醛气体。已经报道的甲醛捕捉剂种类很多，1889年德国巴斯夫公司将碳酸铵（EP13，372）用作甲醛捕捉剂，压制的板材初期甲醛释放量有所下降，后期释放量仍然较高，且板材的强度受到影响。Frank等人采用糊化淀粉与尿素并用（US,397，756）作为甲醛捕捉剂，板材的胶接强度也呈现降低的趋势。国内王诚德（CN1583226A）将乙酸铵、碳酸钠和尿素复配制备成甲醛捕获剂水溶液，喷涂于胶合板四周及表面。以上报道的甲醛捕捉剂其共同点就是后期持续性功效差，无法满足长期消除甲醛的要求。所以，需要设计制备一种能够起长期效用具有缓释性能的甲醛捕捉剂，来降低脲醛树脂胶接的人造板板材甲醛释放量，消除居室内甲醛污染。
发明内容
本发明涉及一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂及其制备方法，该甲醛捕捉剂是一种由液中干燥法制备的微胶囊，核层物质是尿素、三聚氰胺和丙烯酰胺之一，壳层材料是甲基纤维素、乙基纤维素和羟乙基纤维素之一。该微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂在板材压制过程中与脲醛树脂胶黏剂一起加入，作用机理在于湿热环境中壳层材料的溶胀，由毛细作用将核层材料缓慢释放出来，与脲醛树脂中游离的以及结构释放的甲醛相结合，已达到消除甲醛的目的；另外，由于微囊具有缓释效应，能够缓慢的释放核层物质，消除甲醛作用更加持久。
一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：由核层材料、壳层材料、乳化剂、溶剂、液体石蜡组成；其中核层材料为2.5-12.5重量份、壳层材料为5重量份、乳化剂为0.5-5重量份、溶剂50-150重量份、液体石蜡100重量份。
核层材料为丙烯酰胺、三聚氰胺和尿素之一。壳层材料为甲基纤维素、乙基纤维素和羟乙基纤维素之一。乳化剂为司班65、司班80和OP10之一。溶剂为氯仿、丙酮和丁酮之一。
所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂的制备方法，其特征在于：制备方法如下：
1）将100重量份的液体石蜡和0.5-5重量份的乳化剂在搅拌状态下升温至60℃，直至充分溶解混合均匀后冷却至室温，此为连续相；
2）将50-150重量份的溶剂和5重量份的壳层材料于0-25℃水浴中搅拌均匀，然后加入2.5-12.5重量份的核层材料，在此温度下搅拌分散20min，此为分散相；
3）将分散相加入到连续相中，搅拌分散10min后，升温至30-60℃，转速为200-800rpm，保温5h后冷却至室温；
4）将制备的微胶囊过滤洗涤后，于真空条件下过夜，得到微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂。
添加该微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂制备的板材甲醛释放量≤0.3mg/L。
附图说明
图1囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂SEM图之一
图2囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂SEM图之二
具体实施方式
实施例1
微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂的制备：将100g液体石蜡和0.5g的乳化剂司班65在搅拌状态下升温至60℃，直至充分溶解混合均匀后冷却至室温，此为连续相；将50g丙酮和5g甲基纤维素于15℃水浴中搅拌均匀，然后加入5g尿素粉末，在此温度下搅拌分散20min，此为分散相；将分散相加入到连续相中，搅拌分散10min后，升温至40℃，转速为600rpm，保温5h后冷却至室温；将制备的微胶囊过滤洗涤后，于真空条件下过夜，得到微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂。
胶合板材制备：采用摩尔比为1.05的脲醛树脂100g和微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂7.5g，混合均匀后涂在7层单板上，椴木单板规格为300×300×2mm，压板温度120℃，时间为8min。
实施例2
本实施方式除了将乳化剂司班65加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例3
本实施方式除了将乳化剂司班65加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例4
本实施方式除了将乳化剂司班80加入量变为0.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例5
本实施方式除了将乳化剂司班80加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例6
本实施方式除了将乳化剂司班80加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例7
本实施方式除了将乳化剂OP10加入量变为0.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例8
本实施方式除了将乳化剂OP10加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例9
本实施方式除了将乳化剂OP10加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例10
本实施方式除了将丙酮加入量变为100g之外，其它与实施例1相同。
实施例11
本实施方式除了将丙酮加入量变为150g之外，其它与实施例1相同。
实施例12
本实施方式除了将丁酮加入量变为50g之外，其它与实施例1相同。
实施例13
本实施方式除了将丁酮加入量变为100g之外，其它与实施例1相同。
实施例14
本实施方式除了将丁酮加入量变为150g之外，其它与实施例1相同。
实施例15
本实施方式除了将氯仿加入量变为50g之外，其它与实施例1相同。
实施例16
本实施方式除了将氯仿加入量变为100g之外，其它与实施例1相同。
实施例17
本实施方式除了将氯仿加入量变为150g之外，其它与实施例1相同。
实施例18
本实施方式除了将核层材料尿素粉末加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例19
本实施方式除了将核层材料尿素粉末加入量变为12.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例20
本实施方式除了将核层材料三聚氰胺粉末加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例21
本实施方式除了将核层材料三聚氰胺粉末加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例22
本实施方式除了将核层材料三聚氰胺粉末加入量变为12.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例23
本实施方式除了将核层材料丙烯酰胺粉末加入量变为2.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例24
本实施方式除了将核层材料丙烯酰胺粉末加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例25
本实施方式除了将核层材料丙烯酰胺粉末加入量变为12.5g之外，其它与实施例1相同。
实施例26
本实施方式除了将壳层材料乙基纤维素加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例27
本实施方式除了将壳层材料羟乙基纤维素加入量变为5g之外，其它与实施例1相同。
实施例28
本实施方式除了将制备方法中搅拌转速变为200rpm之外，其它与实施例1相同。
实施例29
本实施方式除了将制备方法中搅拌转速变为400rpm之外，其它与实施例1相同。
实施例30
本实施方式除了将制备方法中搅拌转速变为800rpm之外，其它与实施例1相同。
实施例31
本实施方式除了将制备方法中分散相制备温度变为0℃，加入到连续相之后温度变为60℃之外，其它与实施例1相同。
实施例32
本实施方式除了将制备方法中分散相制备温度变为25℃，加入到连续相之后温度变为30℃之外，其它与实施例1相同。
对比例
本实施方式在胶合板制备过程中没有加入微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其它与实施例1相同。
附：所有实施例、对比例的胶结强度是将板材放入63℃热水中浸泡3小时后进行测定。
表1实施例性能对比
Figure BDA0000443812970000061
Figure BDA0000443812970000071

Claims (6)

1.一种微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：由核层材料、壳层材料、乳化剂、溶剂、液体石蜡组成；其中核层材料为2.5-12.5重量份、壳层材料为5重量份、乳化剂为0.5-5重量份、溶剂50-150重量份、液体石蜡100重量份。
2.根据权利要求1所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：核层材料为丙烯酰胺、三聚氰胺和尿素之一。
3.根据权利要求1所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：壳层材料为甲基纤维素、乙基纤维素和羟乙基纤维素之一。
4.根据权利要求1所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：乳化剂为司班65、司班80和OP10之一。
5.根据权利要求1所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂，其特征在于：溶剂为氯仿、丙酮和丁酮之一。
6.根据权利要求1所述的微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂的制备方法，其特征在于步骤如下：
1）将100重量份的液体石蜡和0.5-5重量份的乳化剂在搅拌状态下升温至60℃，直至充分溶解混合均匀后冷却至室温，此为连续相；
2）将50-150重量份的溶剂和5重量份的壳层材料于0-25℃水浴中搅拌均匀，然后加入2.5-12.5重量份的核层材料，在此温度下搅拌分散20min，此为分散相；
3）将分散相加入到连续相中，搅拌分散10min后，升温至30-60℃，转速为200-800rpm，保温5h后冷却至室温；
4）将制备的微胶囊过滤洗涤后，于真空条件下过夜，得到微囊缓释型脲醛树脂甲醛捕捉剂。
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