CN110241991A - 一种除甲醛壁布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除甲醛壁布及其制备方法，属于除甲醛壁布技术领域，解决了物理吸附没有在根本上去除甲醛的问题。除甲醛壁布包括通过胶水粘接的底层和布层，所述底层靠近布层的一面上粘附有吸附剂，布层上通过浸渍或喷洒附着有反应剂；所述吸附剂的重量份数为10‑60份，且为活性炭或茶叶碎末中的至少一种，活性炭的粒径为400‑800目；吸附剂一侧与布层抵接；所述反应剂包括以下重量份数的组分：水溶性氨基酸及其衍生物15‑45份；多酚19‑30份；水100‑150份。本发明通过吸附剂和反应剂的共同作用，达到了将甲醛进行吸附和转化成无害的形式的效果。

Description

一种除甲醛壁布及其制备方法
技术领域
本发明涉及除甲醛壁布技术领域，特别涉及一种除甲醛壁布及其制备方法。
背景技术
随着生活质量的提升，人们对室内装修的要求也越来越高，壁纸和壁布都可以作为墙面装饰的材料，从而改变墙面单一的色彩；壁布有着变幻多彩的图案、瑰丽无比的色泽，但在质感上则比壁纸更胜一筹。
由于新家具中、地面等的安装均可能使用胶粘剂，而胶粘剂中可能包含有甲醛，甲醛会从家具或地面中出来挥发至室内空间中。甲醛在室内达到0.08mg/m3及以上的甲醛浓度即可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等；根据《居室空气中甲醛的卫生标准》，室内甲醛浓度不得高于0.08mg/m3。
现有技术中，降低室内甲醛浓度主要是通过通风或物理吸附，通风需要三个月或者半年以上的时间。而物理吸附主要通过多孔物质来实现，多孔物质吸附甲醛后，甲醛依旧存在于多孔物质中而未被转化成其他无害的形式，物理吸附为可逆反应，甲醛可能会从多孔物质中重新进入室内空间中。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，本发明的第一个目的在于提供一种除甲醛壁布，达到了将甲醛进行吸附和转化成无害的形式的效果；本发明的第二个目的在于提供一种该除甲醛壁布的制备方法，达到了制备壁布的效果。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种除甲醛壁布，包括通过胶水粘接的底层和布层，所述底层靠近布层的一面上设置有吸附剂，布层上通过浸渍或喷洒附着有反应剂；所述底层为布或纸；
所述吸附剂的重量份数为10-60份，且为活性炭或茶叶碎末中的至少一种，活性炭的粒径为400-800目；吸附剂一侧与布层抵接；
所述反应剂包括以下重量份数的组分：
水溶性氨基酸及其衍生物15-45份；
多酚19-30份；
水100-150份。
采用上述技术方案，壁布由底层和布层形成，安装时，布层作为装饰层朝向室内空间，底层实现与墙面的粘接固定。底层上设置有吸附剂，对室内空间的甲醛进行吸附，布层上的反应剂，可以将甲醛进行反应分解，做到真正意义上的减少甲醛。
空气充斥于在室内环境中，甲醛分布于空气中，布层属于透气材料，形成布层的纤维与纤维之间存在大的网格孔以及小的空隙，空气可以穿过这些网格孔和空隙穿过壁布与底层接触。与壁布中反应剂接触的甲醛与反应剂进行反应，减少甲醛的实际存在量；配合吸附剂的使用，吸附剂可对甲醛产生吸附作用，使得甲醛向底层的方向扩散移动，而甲醛在通过布层时，布层上不同厚度位置的反应剂可以将甲醛捕捉并进行反应，未被布层上反应剂反应的少量甲醛会被吸附于吸附剂中。当靠近壁布的空间内甲醛浓度降低，室内空间内甲醛浓度较高处会向壁布周围扩散，从而继续进行反应和吸附。
吸附剂采用了活性炭和茶叶碎末。活性炭是常见的物理吸附剂，活性炭具有很大的比表面积，对气体有很强的吸附能力，可以促进甲醛向底层扩散。
茶叶为多孔性的固体，有着错综复杂的内表面微孔结构，这种微孔结构近似于不规则的毛细管。另一方面，茶叶的外表面积相对于内表面积是微不足道的，在内表面层上分布着大量的分子，其受内层分子的吸引力大于外层分子的吸引力，受力不平衡，由于分子间的作用力的作用产生了剩余表面的自由力场，蕴含相当高的表面能；综上，茶叶靠毛细管凝聚作用以及自由力场实现吸附功能。另外，茶叶中还含有棕榈酸等分子量大结构复杂的物质，均具有很强的吸附性能。茶叶除了对甲醛有吸附作用之外，茶叶中含有茶多酚、儿茶素等多种酚类物质，以及茶氨酸、谷氨酸等氨基酸等成分。酚类物质与甲醛发生加成反应，氨基酸与甲醛发生加成缩合反应，实现甲醛的去除。
反应剂则采用了水溶性氨类的衍生物以及多酚物质。水溶性氨类的衍生物保证了水溶性，从而保证以水为溶剂对氨类的衍生物进行承载，实现将反应剂均匀的转移至在布层上。多酚上的酚羟基数量多，提高与甲醛的反应速率。
进一步优选为：所述活性炭通过以下步骤得到：
1)浸泡：将活性炭浸泡于质量浓度为3-5％的过氧化氢水溶液中，在避光处持续浸泡2-30mins；
2)烘干：将1)步骤中的活性炭取出，并在110-120℃的环境中烘干。
采用上述技术方案，通过将活性炭浸泡于双氧水中，使得活性炭将过氧化氢溶质吸附，再通过烘干将水蒸发，并将过氧化氢溶质留于活性炭中。110-120℃在水蒸发温度之上，且在过氧化氢的蒸发温度以下，在保证水蒸发的同时，对过氧化氢进行保护，同时减少过氧化氢分解的可能性。过氧化氢水溶液俗称双氧水，是一种强氧化剂，可将甲醛氧化成二氧化碳和水，实现甲醛的分解，减少甲醛的滞留量。
进一步优选为：所述2)步骤中，通过pH调节剂将过氧化氢水溶液的pH控制于3.5-4.5。
采用上述技术方案，过氧化氢的分解是缓慢进行的，而在pH为3.5-4.5之间最为稳定，为了减少过氧化氢的分解，确保活性炭中有效过氧化氢的含量，将避光的同时，将浸过氧化氢水溶液的pH控制于3.5-4.5之间，减少过氧化氢的分解。
进一步优选为：所述pH调节剂为质量浓度为25-65％的硫酸水溶液。
采用上述技术方案，过氧化氢水溶液呈弱酸性，硫酸水溶液作为pH调节剂的主要酸性调节成分，提供酸性氢离子，将pH值减小。
进一步优选为：所述反应剂还包括8-13份的整理剂，所述整理剂柠檬酸或柠檬酸锌。
采用上述技术方案，柠檬酸和柠檬酸盐均可以作为织物防皱整理剂以及助洗剂；另一方面，锌离子为过滤金属离子，多酚中的多个邻位酚羟基可以与锌离子发生络合反应，络合物使得多酚分子的体积进一步增大，提高多酚在布层中的稳定性，减少生产过程中多酚从布层中散落或抖落的可能性。且大部分金属离子与多酚络合后都形成沉淀。
进一步优选为：所述活性炭和茶叶碎末的重量份数比为(1.5-3)：1。
采用上述技术方案，以活性炭为主茶叶碎末为辅来达到吸附剂的配比，在保证吸附量的同时，减少使用成本。
进一步优选为：所述多酚为缩合单宁。
采用上述技术方案，缩合单宁在酸、碱、酶的作用下不易水解，性质稳定。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种除甲醛壁布的制备方法，包括以下步骤：
一：制备吸附剂：将经历了浸泡和烘干的活性炭与茶叶碎末混合均匀，得到吸附剂；
二：制备反应剂混合物A：水由A组水和B组水组成，A组水与B组水的重量份数比为3:1；将水溶性氨基酸及其衍生物、多酚、A组水混合均匀，得到反应剂混合物A；
三：制备反应剂混合物B：将柠檬酸或柠檬酸锌与B组水混合均匀，得到反应剂混合物B；
四：底层处理：在底层一面涂覆或喷涂胶水，胶水对底面的覆盖率为100％，将吸附剂喷洒或覆盖在胶水外，吸附剂对底层的覆盖率为15-36％；
五：布层处理：将布层先浸渍于反应剂混合物B中3-8s，再喷洒反应剂混合物A；
六：复合：将底层设置了吸附剂的一面与布层粘接固定；
一步骤、二步骤、三步骤可同步进行；四步骤和五步骤可同步进行。
采用上述技术方案，将布层和底层进行单独处理以及后期复合。由于布层和底层之间通过胶水固定，所以选择了将吸附剂直接粘附于胶水上，覆盖率为15-36％，同时保证了布层与底层胶水的粘接面积。
将布层先通过反应剂混合物B，再通过反应剂混合物A，柠檬酸和柠檬酸锌先均匀的分布于布层中，再喷砂反应剂混合物A时，多酚逐渗入布层与柠檬酸锌形成沉淀，实现在布层上的附着，提高吸附剂在布层上的附着性。
进一步优选为：所述五步骤中，布层在反应剂混合物B中边滚动边浸渍。
采用上述技术方案，节约整体的壁布浸渍时间，同时无需人工操作，只需利用现有的辊将布层运输至盛装了反应剂混合物B、反应剂混合物A中的容器中即可；通过调节辊的车速，可以延长或减少布层在反应剂混合物B、反应剂混合物A中的时间。
进一步优选为：所述五步骤中，布层与底层复合的一面朝上，反应剂混合物A对布层与底层复合的一面进行喷洒。
采用上述技术方案，布层远离底层的一面为装饰层，从非装饰层的一面喷洒反应剂混合物A，使得反应剂混合物A与反应剂混合物B形成的沉淀更靠近底层一侧，减少沉淀对装饰面美观度的影响。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过采用吸附剂和反应剂，吸附剂可对甲醛产生吸附作用，使得甲醛向底层的方向扩散移动，而甲醛在通过布层时，布层上不同厚度位置的反应剂可以将甲醛捕捉并进行反应，将甲醛转化成其他无害形式；
2、通过采用过氧化氢水溶液浸泡处理活性炭并烘干，将过氧化氢附着于活性炭中，将活性炭中吸附的甲醛进行分解成无害的二氧化碳和水，减少甲醛的滞留量；
3、通过采用柠檬酸锌，利用锌离子与多酚中的多个邻位酚羟基形成络合物，络合物使得多酚分子的体积进一步增大，提高多酚在布层中的稳定性；
4、通过将反应剂混合物A对布层与底层复合的一面进行喷洒，使得反应剂混合物A与反应剂混合物B形成的沉淀更靠近底层一侧，减少沉淀对装饰面美观度的影响。
附图说明
图1是本发明除甲醛壁布制备方法的流程框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1-9：一种除甲醛壁布，由布层和底层胶粘而成，其中底层上设置有吸附剂，布层上设置有反应剂，底层为纸。实施例1-6中吸附剂和反应剂包括的组分及对应的质量如表1所示，且由图1所示的步骤进行制备：
一：制备吸附剂：将活性炭与茶叶碎末混合均匀，得到吸附剂；
二：制备反应剂混合物A：水由A组水和B组水组成，A组水与B组水的重量份数比为3:1；将水溶性氨基酸及其衍生物、多酚、A组水混合均匀，得到反应剂混合物A；
三：制备反应剂混合物B：将整理剂与B组水混合均匀，得到反应剂混合物B；
四：底层处理：在底层一面辊涂一层胶水，胶水对底面的覆盖率为100％，将吸附剂喷洒在胶水外，吸附剂对底层面积的覆盖率为15％；
五：布层处理：将布层先浸渍于反应剂混合物B中3s，再向靠近底层的一面喷洒反应剂混合物A；
六：复合：将底层设置了吸附剂的一面与布层热压粘接固定。
五步骤中，布层在输送的过程中浸渍，辊的车速为0.2m/s。
一步骤、二步骤、三步骤可同步进行；四步骤和五步骤可同步进行。
表1实施例1-6中吸附剂和反应剂组分及对应的质量(kg)
实施例1中水溶性氨基酸及其衍生物采用，多酚采用谷氨酸，多酚采用茶多酚。
实施例2中水溶性氨基酸及其衍生物采用，多酚采用重量份数比为1:1的谷氨酸和甘氨酸的混合物，多酚采用水解单宁。
实施例3中水溶性氨基酸及其衍生物采用二羟苯丙氨酸，多酚采用重量份数比为1:1.3的儿茶素和缩合单宁的混合物。
实施例4-9中水溶性氨基酸及其衍生物采用重量份数比为1:1的谷氨酸和甘氨酸的混合物，多酚采用缩合单宁。
实施例4-6中的整理剂为柠檬酸。
实施例1-6中，活性炭通过以下处理得到：
1)浸泡：将活性炭浸泡于质量浓度为3％的过氧化氢水溶液中，在避光处持续浸泡2mins，浸泡过程中通过量浓度为25％的硫酸将过氧化氢水溶液的pH控制于3.5-4.5；
2)烘干：将1)步骤中的活性炭取出，并在110℃的环境中烘干。
实施例7：与实施例6的区别在于，整理剂为柠檬酸锌；活性炭处理步骤中，1)浸泡中的浸泡时间为15mins，2)烘干中的烘干温度为115℃。
实施例8：与实施例6的区别在于，整理剂为柠檬酸锌；活性炭处理步骤中，1)浸泡中的浸泡时间为30mins，2)烘干中的烘干温度为120℃。
实施例9：与实施例6的区别在于，整理剂为柠檬酸锌；且活性炭处理步骤中，1)浸泡中使用质量浓度为5％的过氧化氢水溶液，浸泡过程中通过量浓度为65％的硫酸将过氧化氢水溶液的pH控制于3.5-4.5。
上述实施例中，活性炭的粒径为600-800目，茶叶粉末的粒径为200-400目；底层与布层复合后，吸附剂一侧与布层抵接。
实施例10：一种除甲醛壁布的制备方法，包括以下步骤：
一：制备吸附剂：将活性炭与茶叶碎末混合均匀，得到吸附剂；
二：制备反应剂混合物A：水由A组水和B组水组成，A组水与B组水的重量份数比为3:1；将水溶性氨基酸及其衍生物、多酚、A组水混合均匀，得到反应剂混合物A；
三：制备反应剂混合物B：将整理剂与B组水混合均匀，得到反应剂混合物B；
四：底层处理：在底层一面辊涂一层胶水，胶水对底面的覆盖率为100％，将吸附剂喷洒在胶水外，吸附剂对底层面积的覆盖率为36％；
五：布层处理：将布层先浸渍于反应剂混合物B中8s，再向靠近底层的一面喷洒反应剂混合物A；
六：复合：将底层设置了吸附剂的一面与布层热压粘接固定；
五步骤中，布层在输送的过程中浸渍，辊的车速为0.5m/s。
一步骤、二步骤、三步骤可同步进行；四步骤和五步骤可同步进行。
本实施例中，活性炭的粒径为600-800目，茶叶粉末的粒径为200-400目；底层与布层复合后，吸附剂一侧与布层抵接。
实施例11：一种除甲醛壁布的制备方法，与实施例10的区别在于，四：底层处理中，吸附剂对底层面积的覆盖率为27％；五：布层处理中，布层先浸渍于反应剂混合物B中5s。
对比例1-3：一种除甲醛壁布，与实施例6的区别在于，包括的组分及对应的质量如表2所示。
表2对比例1-3中吸附剂和反应剂组分及对应的质量(kg)
对比例4：一种除甲醛壁布，与对比例1的区别在于，对比例4中的活性炭未经过“1)浸泡”和“2)烘干”处理。
表征实验：
1、甲醛去除率实验
实验对象：实施例1-9和对比例1-4，以及空白组(不添加吸附剂和反应剂，直接由底层和布层粘接形成)，一共14组实验样品。
实验方法：组装一个测试装置，测试箱的内部有效体积为100L，将30cm*30cm面积的壁布的底层粘接在测试箱的竖直内壁面上，布层朝向测试箱内部。用空气采样器分别测试不同时刻容器中的甲醛浓度。采样流量定为1.0L/min，采气2min。空气中的甲醛浓度根据GB/T15516-1995《空气质量甲醛的测定乙酞丙酮分光光度法》测试。C0为初始甲醛质量浓度，测得t时刻容器中的甲醛浓度Ct，t时刻的甲醛去除率(％)＝(C0一Ct)/C0*100％。测得并记录4h时的甲醛去除率以及10h时的甲醛去除率。
实验结果：甲醛去除率实验结果记录如表3所示。
表3甲醛去除率实验结果记录
数据分析：由上述数据可知，甲醛去除率由高到低依次为：实施例7-9＞实施例4-6＞实施例1-3＞对比例1-2、4＞对比例3和空白组。
对比实施例1-9和对比例1-4，实施例1-9中均设置有吸附剂和反应剂，在测试装置内靠近壁布位置的甲醛被吸附剂吸附逐渐向壁布移动，直至甲醛分子与反应剂接触并与反应剂反应。在对比例1-4中，对比例1和对比例4只设置了吸附剂，对比例2只设置了反应剂，而对比例3则是吸附剂和反应剂均没有设置，相比于实施例1-9，对比例1-4的甲醛去除率较低，甲醛去除速度较慢。可看出，当反应剂和吸附剂同时使用时，可以表现出很好的甲醛去除率。
在实施例1-9中，实施例4-6与实施例7-9的区别在于，实施例4-6的整理剂为柠檬酸，而实施例7-9采用了柠檬酸锌作为整理剂，在多酚喷洒在浸渍了柠檬酸锌的布层上时，锌离子与多酚生成络合物沉淀，减少在制作过程中多酚的掉落，提高多酚在布层上的附着率，从而使得实施例7-9体现出了更好的甲醛去除率。
对比例1-4中，对比例1中的茶叶碎末和活性炭均具有对甲醛分子的吸附和反应的作用，所以在所有对比例中表现出最好的甲醛去除率；而对比例4中，由于活性炭未经过“1)浸泡”和“2)烘干”处理，其不具有与甲醛分子反应的能力，所以在10h甲醛去除率的数据上，对比例4较对比例1更差。对比例2中不包含吸附剂，测试箱内的甲醛分子向壁布方向扩散的速度较慢，所以导致相同时间内甲醛的去除量少，表现为甲醛去除率低。对比例3与空白组的甲醛去除率相近。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种除甲醛壁布，其特征在于，包括通过胶水粘接的底层和布层，所述底层靠近布层的一面上粘附有吸附剂，布层上通过浸渍或喷洒附着有反应剂；所述底层为布或纸；
所述吸附剂的重量份数为10-60份，且为活性炭或茶叶碎末中的至少一种，活性炭的粒径为400-800目；吸附剂一侧与布层抵接；
所述反应剂包括以下重量份数的组分：
水溶性氨基酸及其衍生物15-45份；
多酚19-30份；
水100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述活性炭通过以下步骤得到：
1）浸泡：将活性炭浸泡于质量浓度为3-5%的过氧化氢水溶液中，在避光处持续浸泡2-30mins；
2）烘干：将1）步骤中的活性炭取出，并在110-120℃的环境中烘干。
3.根据权利要求2所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述2）步骤中，通过pH调节剂将过氧化氢水溶液的pH控制于3.5-4.5。
4.根据权利要求3所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述pH调节剂为质量浓度为25-65%的硫酸水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述反应剂还包括8-13份的整理剂，所述整理剂柠檬酸或柠檬酸锌。
6.根据权利要求1所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述活性炭和茶叶碎末的重量份数比为（1.5-3）：1。
7.根据权利要求1所述的一种除甲醛壁布，其特征在于，所述多酚为缩合单宁。
8.权利要求1-7任意之一所述的一种除甲醛壁布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一：制备吸附剂：将经历了浸泡和烘干的活性炭与茶叶碎末混合均匀，得到吸附剂；
二：制备反应剂混合物A：水由A组水和B组水组成，A组水与B组水的重量份数比为3:1；将水溶性氨基酸及其衍生物、多酚、A组水混合均匀，得到反应剂混合物A；
三：制备反应剂混合物B：将柠檬酸或柠檬酸锌与B组水混合均匀，得到反应剂混合物B；
四：底层处理：在底层一面涂覆或喷涂胶水，胶水对底面的覆盖率为100%，将吸附剂喷洒或覆盖在胶水外，吸附剂对底层的覆盖率为15-36%；
五：布层处理：将布层先浸渍于反应剂混合物B中3-8s，再喷洒反应剂混合物A；
六：复合：将底层设置了吸附剂的一面与布层粘接固定；
一步骤、二步骤、三步骤可同步进行；四步骤和五步骤可同步进行。
9.根据权利要求8所述的一种除甲醛壁布的制备方法，其特征在于，所述五步骤中，布层在反应剂混合物B中边滚动边浸渍。
10.根据权利要求8所述的一种除甲醛壁布的制备方法，其特征在于，所述五步骤中，布层与底层复合的一面朝上，反应剂混合物A对布层与底层复合的一面进行喷洒。
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