CN108714366A - 一种甲醛清除剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种甲醛清除剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种甲醛清除剂。该甲醛清除剂是由氨基化聚合物、催化剂、分散剂、茶树精油和去离子水混合复配而成的透明液体。通过将低分子量聚乙烯与氯气聚合反应制备得到高氯化聚乙烯，然后用二乙烯三胺对高氯化聚乙烯改性制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物。本发明制备得到的甲醛清除剂通过氨基化聚合物上面的大量氨基与甲醛反应，另外催化剂的加入，可高效去除甲醛，并且氨基化聚合物本身以及与甲醛反应后的产物均无毒，无二次污染。

Description

一种甲醛清除剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种甲醛清除剂及其制备方法与应用。
背景技术
甲醛为毒性较高的物质，甲醛对眼、粘膜、呼吸道具有刺激性作用，可引起多种急性病，并被认为潜在的致癌物质。居室、办公室以及其他人类活动的室内场所进行装修后，如果使用了没有达到环保要求的装饰材料，或有些不可避免的材料或原料。这些材料就会不断地释放出甲醛，其释放期长达3～15年，给室内环境造成污染。
近几年来，甲醛造成的环境污染己引起人们广泛的关注。过去，人们通常采用多孔材料(如活性碳等)来吸附空气中的甲醛，但这只是一种被动式的治理方式，而且时间较长，不能根本解决甲醛释放源的问题。目前，在家庭装修完成后，普遍使用甲醛清除剂消除室内甲醛污染。市面上已有的甲醛清除剂产品均存在一些问题：例如，无机铵类物质甲醛清除剂有效时间短，喷涂后易结晶析出影响外观；有机多胺类甲醛清除剂容易挥发产生二次污染，喷涂后产生白色痕迹，且其中的一些还具有相当的毒性对人体产生一定危害；一些植物提取物及天然产物甲醛清除剂虽然毒性较低，无二次污染问题，但它们其中的有效成分有限，不能很好的清除甲醛，总体上效率偏低。氨基化聚合物不仅易于甲醛反应，且大多自身无毒，是较为理想的甲醛清除剂，而目前与之相关的研究还较为少见。
发明内容
本发明的目的是提供一种甲醛清除剂及其制备方法与应用。该甲醛清除剂是由氨基化聚合物、催化剂、分散剂、茶树精油和去离子水混合复配而成的透明液体。通过将低分子量聚乙烯与氯气聚合反应制备得到高氯化聚乙烯，然后用二乙烯三胺对高氯化聚乙烯改性制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物。本发明制备得到的甲醛清除剂通过氨基化聚合物上面的大量氨基与甲醛反应，另外催化剂的加入，可高效去除甲醛，并且氨基化聚合物本身以及与甲醛反应后的产物均无毒，无二次污染。
本发明的技术方案为：
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂、引发剂的反应釜中，搅拌10-30分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于70-95℃反应3-4小时，然后在100-120℃反应1-2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，在15-30℃下，反应6-12小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入去离子水，搅拌均匀后加入分散剂；
(4)搅拌条件下依次加入茶树精油和催化剂，得到甲醛清除剂。
优选地，上述聚乙烯为分子量1000-2000的低分子量聚乙烯。
优选地，上述乳化剂为非离子型乳化剂。
优选地，上述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈中的一种或几种。
优选地，步骤(1)中70-95℃反应阶段通入氯气总量的40-60％。
优选地，步骤(2)中高氯化聚乙烯与二乙烯三胺摩尔比为1:15-20。
优选地，步骤(3)中去离子水加入量为氨基化聚合物乙醇溶液体积的5-8倍，所述分散剂为聚甲基丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或几种，分散剂加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的0.5-1％。
优选地，步骤(4)中催化剂为聚乙烯醇或者高取代羟丙基纤维素，茶树精油加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的3-5％，催化剂加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的0.4-0.8％。
上述方法制备得到的甲醛清除剂，该甲醛清除剂为透明液体。
上述甲醛清除剂在空气净化领域的应用，其方法为：将甲醛清除剂均匀喷涂在人造板材、棕垫、布艺、地毯表面，自然静置干燥1-2天。
本发明原理为：先将低分子聚乙烯和氯气进行聚合反应制备得到高氯化聚乙烯，高氯化聚乙烯当中的氯具有较高的反应活性，可以与氨基化合物当中的氨基进行反应生成氨基衍生物，而二乙烯三胺分子结构中含有两个伯氨基和一个仲氨基，都可以与高氯化聚乙烯当中的氯反应，因此可以制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物，将甲醛清除剂喷涂到含有甲醛的板材、布艺、皮革等表面上时，氨基化聚合物分子链上大量的氨基可捕捉甲醛并与之反应。该反应为一个可逆平衡反应，因此加入催化剂聚乙烯醇或者高取代羟丙基纤维素，催化剂中含有活泼氢，可以与甲醛和氨基化聚合物结合后的产物继续反应生成更加稳定的聚合物，且该聚合物无毒，不产生二次污染，推动甲醛和氨基化聚合物反应向右进行，进一步吸收甲醛，促进甲醛清除剂高效去除甲醛。
本发明的有益效果如下：
本发明甲醛清除剂是由氨基化聚合物、催化剂、分散剂、茶树精油和去离子水混合复配而成的透明液体。通过将低分子量聚乙烯与氯气聚合反应制备得到高氯化聚乙烯，然后用二乙烯三胺对高氯化聚乙烯改性制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物。本发明制备得到的甲醛清除剂通过氨基化聚合物上面的大量氨基与甲醛反应，另外催化剂的加入，可高效去除甲醛，并且氨基化聚合物本身以及与甲醛反应后的产物均无毒，无二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将分子量为1000的低分子量聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚、引发剂过氧化月桂酰的反应釜中，搅拌30分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于75℃反应3.5小时，该阶段通入50％的氯气，然后在110℃反应2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，其中高氯化聚乙烯和二乙烯三胺的摩尔比为1：18，在20℃下，反应10小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物的乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入6倍体积的去离子水，搅拌均匀后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.5％的分散剂十二烷基硫酸钠；
(4)边搅拌边先后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量3％的茶树精油和占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.5％的催化剂聚乙烯醇，得到甲醛清除剂。
本实施例制备得到的甲醛清除剂为具备一定粘度的透明液体，将甲醛清除剂均匀喷涂在新装修的家居室内，各种人造板材棕垫、布艺、地毯表面、背面喷涂1遍，然后在各种板材的断面接缝处喷涂2遍，喷涂完2天后，室内甲醛清除率达到96％。
实施例2
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将分子量为1200的低分子量聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂月桂醇聚氧乙烯醚、引发剂过氧化月桂酰的反应釜中，搅拌20分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于85℃反应4小时，该阶段通入45％的氯气，然后在105℃反应1.5小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，其中高氯化聚乙烯和二乙烯三胺的摩尔比为1：15，在25℃下，反应8小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物的乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入8倍体积的去离子水，搅拌均匀后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.8％的分散剂十二烷基硫酸钠和聚甲基丙烯酸钠；
(4)边搅拌边先后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量4％的茶树精油和占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.6％的催化剂高取代羟基纤维素，得到甲醛清除剂。
本实施例制备得到的甲醛清除剂为具备一定粘度的透明液体，将甲醛清除剂均匀喷涂在新装修的家居室内，各种人造板材棕垫、布艺、地毯表面、背面喷涂1遍，然后在各种板材的断面接缝处喷涂2遍，喷涂完2天后，室内甲醛清除率达到98％。
实施例3
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将分子量为1500的低分子量聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂油酸聚氧乙烯酯、引发剂偶氮二异丁腈的反应釜中，搅拌25分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于90℃反应3小时，该阶段通入60％的氯气，然后在120℃反应2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，其中高氯化聚乙烯和二乙烯三胺的摩尔比为1：16，在25℃下，反应12小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物的乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入5倍体积的去离子水，搅拌均匀后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量1％的分散剂六偏磷酸钠和焦磷酸钠；
(4)边搅拌边先后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量5％的茶树精油和占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.8％的催化剂聚乙烯醇，得到甲醛清除剂。
本实施例制备得到的甲醛清除剂为具备一定粘度的透明液体，将甲醛清除剂均匀喷涂在新装修的家居室内，各种人造板材棕垫、布艺、地毯表面、背面喷涂1遍，然后在各种板材的断面接缝处喷涂2遍，喷涂完2天后，室内甲醛清除率达到95％。
实施例4
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将分子量为2000的低分子量聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂松香聚氧乙烯酯、引发剂过氧化苯甲酰的反应釜中，搅拌30分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于85℃反应3.5小时，该阶段通入50％的氯气，然后在110℃反应2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，其中高氯化聚乙烯和二乙烯三胺的摩尔比为1：15，在20℃下，反应11小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物的乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入8倍体积的去离子水，搅拌均匀后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.5％的分散剂聚甲基丙烯酸钠；
(4)边搅拌边先后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量4％的茶树精油和占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.4％的催化剂聚乙烯醇，得到甲醛清除剂。
本实施例制备得到的甲醛清除剂为具备一定粘度的透明液体，将甲醛清除剂均匀喷涂在新装修的家居室内，各种人造板材棕垫、布艺、地毯表面、背面喷涂1遍，然后在各种板材的断面接缝处喷涂2遍，喷涂完2天后，室内甲醛清除率达到97％。
实施例5
一种甲醛清除剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将分子量为1000的低分子量聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚、引发剂过氧化苯甲酰的反应釜中，搅拌20分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于95℃反应3.5小时，该阶段通入45％的氯气，然后在100℃反应2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，其中高氯化聚乙烯和二乙烯三胺的摩尔比为1：20，在20℃下，反应10小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物的乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入5倍体积的去离子水，搅拌均匀后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.5％的分散剂焦磷酸钠；
(4)边搅拌边先后加入占氨基化聚合物乙醇溶液重量3％的茶树精油和占氨基化聚合物乙醇溶液重量0.6％的催化剂高取代羟基纤维素，得到甲醛清除剂。
本实施例制备得到的甲醛清除剂为具备一定粘度的透明液体，将甲醛清除剂均匀喷涂在新装修的家居室内，各种人造板材棕垫、布艺、地毯表面、背面喷涂1遍，然后在各种板材的断面接缝处喷涂2遍，喷涂完2天后，室内甲醛清除率达到96.5％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯加入含有去离子水、乳化剂、引发剂的反应釜中，搅拌10-30分钟，向反应釜中通入氯气，密闭反应釜，搅拌条件下于70-95℃反应3-4小时，然后在100-120℃反应1-2小时，反应完成后停止通入氯气，脱酸、干燥后得到高氯化聚乙烯；
(2)将高氯化聚乙烯加入到二乙烯三胺的乙醇溶液中，在15-30℃下，反应6-12小时，制备得到多氨基超支化的氨基化聚合物乙醇溶液；
(3)向步骤(2)中的氨基化聚合物乙醇溶液中加入去离子水，搅拌均匀后加入分散剂；
(4)搅拌条件下依次加入茶树精油和催化剂，得到甲醛清除剂。
2.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯为分子量1000-2000的低分子量聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为非离子型乳化剂。
4.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中70-95℃反应阶段通入氯气总量的40-60％。
6.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高氯化聚乙烯与二乙烯三胺摩尔比为1:15-20。
7.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中去离子水加入量为氨基化聚合物乙醇溶液体积的5-8倍，所述分散剂为聚甲基丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或几种，分散剂加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的0.5-1％。
8.根据权利要求1所述的一种甲醛清除剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中催化剂为聚乙烯醇或者高取代羟丙基纤维素，茶树精油加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的3-5％，催化剂加入量为氨基化聚合物乙醇溶液重量的0.4-0.8％。
9.根据权利要求1至8所述的任一种制备方法制备得到的甲醛清除剂，其特征在于，所述甲醛清除剂为透明液体。
10.权利要求9所述的甲醛清除剂在空气净化领域的应用，其方法为：将甲醛清除剂均匀喷涂在人造板材、棕垫、布艺、地毯表面，自然静置干燥1-2天。
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