CN111701439A - 一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征是以凝胶粉、凝胶助剂和去离子水以适合的质量比制成载体，配以甲醛反应剂、指示剂、除味剂及防霉抑菌剂，加热搅拌并均匀混合后，冷却至室温状态即可形成凝胶体；该凝胶体内水溶液为碱性的甲醛反应剂与空间内甲醛反应后，凝胶体内的指示剂随着体系的pH值发生变化，从而伴随着凝胶体显示颜色变化，达到清除甲醛可视觉感观颜色变化目的。所述甲醛反应剂通过化学反应去除甲醛，达到指示剂的目标pH值时改变颜色，能够直观的反应甲醛的清除情况。本发明以凝胶为载体，能够有效抑菌、去除异味，迅速清除甲醛，改善空气质量；缓释效果好、作用时间长，易于保存、使用方便。
Description
技术领域
本发明属于甲醛清除和空气净化技术领域，具体涉及一种适用于汽车、室内房间等场所内，通过凝胶载体吸附甲醛发生定量化学反应，尤其涉及一种通过体系的pH值变化显示颜色变化的具有视觉感观的除甲醛变色凝胶及其制备方法。
背景技术
甲醛，易挥发，有刺激性，对人体有危害。“谈醛色变”——对于甲醛危害的报道从未停止过。当室内空气甲醛含量达到0.1 mg/m3时，有异味且人会稍感不适；当含量达到0.5mg/m3时，会刺激眼睛引起流泪；当含量达到0.6 mg/m3，会引起咽喉不适等；当浓度更高时，能引起咳嗽、胸闷、气喘；当含量达到30 mg/m3时，会立即休克死亡。室内甲醛污染被列为危害人类健康的五大环境因素之一。
基于甲醛对人体的危害，市面上出现各种形式的甲醛清除剂，如以活性炭等吸附材料为主体的吸附性产品；以二氧化钛TiO2为主体的光催化产品；还有凝胶缓释型产品等等，产品形式两种多样，除醛效果各有所长。吸附性产品对于有害气体的吸附没有针对性且易脱附，除醛净化效率低下；而光催化型产品需要在紫外光照射下才起作用，由于太阳光中紫外光成分较少，除醛效率自然较低，对于紫外光照不到的地方，如柜子里面和靠近墙壁的一面几乎没有除醛作用。
凝胶型除醛产品利用释放香味掩盖异味，或利用活性炭吸附去除甲醛。现有技术已公开有：中国专利公开号CN 103349789A，一种固体空气清新剂及其制备方法，通过将琼脂加入去离子水中，加热搅拌至琼脂完全融解；将精油用乙醇稀释后，加入活性炭，形成混合液；待琼脂溶液冷却到40℃～50℃时，加入混合液，搅拌均匀后倒入容器，冷却至凝固，即可；其通过凝固体与活性炭相结合，利用活性炭的多孔性吸附甲醛气体，但是活性炭吸附异味易饱和且易脱附造成二次污染。
或利用化学反应清除甲醛，中国专利公开号CN 109675429A，一种车用除甲醛固体制剂，以固体制剂为载体，通过化学反应消除甲醛，具有清新空气的效果。但是，这类专利技术方案的缺点是无法直观的视觉感观甲醛的清除效果。
中国专利公开号CN 102527228B，一种可视变色的甲醛清除剂，本发明在空气环境中，污染物甲醛通过清除剂配方中的吸附组分吸附后，被催化组分催化氧化为甲酸，生成甲酸的酸性使变色组分发生变色，通过变色视觉感知甲醛。该甲醛清除剂不仅可以正常地吸附甲醛污染物，而且可以对甲醛实时变色报警，变色组分采用颜色变化敏锐的pH指示剂。随着变色颜色的加深，通知用户及时更换新鲜的清除剂，提高室内空气环境治理的效果。
为此，为提升室内环境中的空气净化效果，尤其是在诸多的清除甲醛的应用技术方案中。本发明特别提出一种通过化学反应方式取得的具有视觉感观的除甲醛变色凝胶技术方案，其通过凝胶体内水溶液为碱性的甲醛反应剂与空间内甲醛发生化学反应后，促使凝胶体内的指示剂随着体系的pH值变化而显示颜色变化，从而获得一种具有视觉感观pH值变化的科学有效除甲醛的技术方案。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶及其制备方法，该变色凝胶以凝胶粉、凝胶助剂及去离子水以适合的质量比制成载体，配以甲醛反应剂、指示剂、除味剂及防霉抑菌剂，加热搅拌并均匀混合后，冷却至室温状态即可形成凝胶体。该凝胶体内水溶液为碱性的甲醛反应剂与空间内甲醛反应后，凝胶体内的指示剂随着体系的pH值发生变化，伴随着凝胶体系显示颜色变化。该变色凝胶具有清除甲醛可视觉感观的颜色变化，能够有效抑菌、去除异味，迅速清除甲醛，改善空气质量；缓释效果好、作用时间长，易于保存、使用方便。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征是以凝胶粉、凝胶助剂和去离子水以质量比1：0.05～0.08：99制成载体，配以甲醛反应剂、指示剂、除味剂及防霉抑菌剂均匀搅拌制成具有视觉感观的除甲醛变色凝胶。
其中，所述的凝胶粉为结冷胶，凝胶粉的重量份为0.3～2.0份。
所述的凝胶助剂为乳酸钙、柠檬酸钠、氯化钙的一种或两种的混合物，其重量份为0.05～1.5份。
所述的甲醛反应剂为2-氨基异丁醇(CH3C(NH2)(CH3)CH2OH)、2-氨基-1,3-丙二醇(HOCH2CH(NH2)CH2OH)、氨基丁三醇(HOCH2(NH2)(OH)CH2OH)的一种或两种的混合物，其重量份为2.0～20份。
所述的指示剂为酚红、甲酚红、α-萘酚酞、酚酞、百里酚酞、1-萘酚苯基甲醇、α-萘酚酞—酚酞、酚酞—百里酚酞中的任意一种，其重量份为0.01～0.3份。
所述的除味剂为蓖麻油酸锌，其重量份为1.0～5.0份。
所述的防腐抑菌剂为聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基单胍、苯扎氯铵中的一种或两种的混合物，其重量份为0.01～2.0份。
上述方案中的凝胶粉、凝胶助剂、去离子水是制备凝胶载体的主体成分。其中，甲醛反应剂、除味剂、防腐抑菌剂作为功能添加剂；除味剂能够有效去除空气中的一些异味成分，甲醛反应剂能用有效去除空气中的甲醛；防腐抑菌剂用于保持整个凝胶体系长时间不腐败。
其中，所述甲醛反应剂是一种醇胺类化合物，其分子结构含有“—NH2”和“—OH”能够有效去除甲醛。反应原理是：“—NH2”和甲醛能够发生亲核加成反应，“—OH”与甲醛发生亲电加成反应。
本发明的反应机理是pH指示剂随体系pH值变化到突跃范围内，而显示颜色变化，其定量化学反应方程式如下：
其中，所述指示剂为功能性添加剂，由于甲醛反应剂水溶液为碱性，与甲醛反应后，能够降低整个体系的pH值，当pH值降低至指示剂的突跃范围内颜色发生变化。所采用的指示剂酸碱变化范围，如下表所示：
一种权利要求1所述的具有视觉感观的除甲醛变色凝胶的制备方法，其特征在于具体制备方法如下：
⑴、载体组分凝胶粉、凝胶助剂及去离子水按1：0.05～0.08：99的质量比称取备用；其中，凝胶粉和去离子水持续加热到80℃，溶解完全后，再同等温度下加入凝胶助剂，搅拌至溶解完全；同时称取甲醛反应剂、指示剂以及防霉抑菌剂以备用；
⑵、在反应釜中加入去离子水和凝胶粉，为防止凝胶粉成团，用搅拌器充分搅拌，持续加热到80～85℃，使凝胶粉充溶解；
⑶、在同等温度下，向上述溶液中加入相应组分的凝胶助剂，搅拌使其充分溶解；
⑷、停止加热，降温至60℃，向上述溶液中加入相应组分的甲醛反应剂、指示剂、除味剂、防霉抑菌剂，搅拌使其充分溶解；
⑸、停止搅拌，将上述溶液分成单元份装入容器中自然冷却至室内常温状态，即得一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶。
一种除甲醛变色凝胶及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明所述的除甲醛变色凝胶能够有效吸收空气中的甲醛，通过定量化学反应清除甲醛。
2、本发明产品作用条件简单，不需要特殊的环境以及外界作用。
3、随着甲醛清除量的增加，体系pH值逐渐降低，降低至指示剂的目标pH值时颜色发生改变，可直观感观甲醛的清除效果，随时提醒用户及时更换除甲醛凝胶，保证除醛效果。
4、除醛效果好，持续时间长，且能有效抑菌，清除异味，大大提高空气清新质量，其产品适用于汽车，室内房间等各种场所。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细阐述，并不限制于本发明公开的技术方案内容。
实施例1
一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶的制备方法：
(1)、先将0.3份的结冷胶在80～85℃的热水中充分溶解，同温度下加入0.05份的氯化钙，混合均匀构成水溶液；
(2)、降温至60～65℃，将10份的HOCH2(NH2)(OH)CH2OH，2份的蓖麻油酸锌，0.2份的聚六亚甲基双胍，0.05份的酚红指示剂混合均匀加入到上述溶液中；
(3)、罐装，冷却至室温，封存；分成单元产品份。
将变色凝胶产品置于可适用环境内，由凝胶体内水溶液为碱性的甲醛反应剂与空间内甲醛反应后，凝胶体内的指示剂随着体系的pH值发生变化，伴随着凝胶体系显示颜色变化，颜色由紫红色变为橙黄色，即为空间环境内吸附甲醛取得了明显的清除效果。
实施例2
一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶的制备方法：
(1)、先将0.5份的结冷胶在80～85℃的热水中充分溶解，同温度下加入0.08 份的柠檬酸钠，搅拌均匀构成水溶液；
(2)、降温至60～65℃，将15份的HOCH2CH(NH2)CH2OH，2.5份的蓖麻油酸锌，0.4份的苯扎氯铵，0.1份的1-萘酚苯基甲醇指示剂混合均匀加入到上述溶液中；
(3)、罐装，冷却至室温，封存；分成单元产品份。同样直观观察，凝胶体内反应颜色变化由绿色变为黄色。
实施例3
一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶的制备方法：
(1)、将1份的结冷胶在80～85℃的热水中充分溶解，加入0.05份的乳酸钙，搅拌充分；降温至60～65℃，保温搅拌；
(2)、将20份的CH3C(NH2)(CH3)CH2OH，3份的蓖麻油酸锌，0.2份的苯扎氯铵，0.2份的百里酚酞混合均匀加入到上述溶液中；
(3)、罐装，冷却至室温，封存。分成单元产品份。同样直观观察，凝胶体内反应颜色变化由蓝色变为无色。
具体实施例，在实验方案中：
所述凝胶粉采用的是结冷胶；所述凝胶助剂为乳酸钙、柠檬酸钠、氯化钙的一种或两种混合物，优选氯化钙。
所述甲醛反应剂为2-氨基异丁醇（CH3C(NH2)(CH3)CH2OH)、2-氨基-1,3-丙二醇(HOCH2CH(NH2)CH2OH)、氨基丁三醇(HOCH2(NH2)(OH)CH2OH)的一种或两种混合物，优选HOCH2(NH2)(OH)CH2OH。
所述指示剂采用单一指示剂中的酚红、甲酚红、α-萘酚酞、酚酞、百里酚酞的任意一种；或所述指示剂采用混合指示剂中的α-萘酚酞—酚酞、酚酞—百里酚酞的任意一种。
作为优选，所述除味剂采用的是蓖麻油酸锌。
作为优选，所述防腐抑菌剂选自聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基单胍、苯扎氯铵中的一种或两种混合物。
综上，本发明所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，所述除甲醛凝胶的基料按重量份数，包括如下：凝胶粉0.3～2.0份、凝胶助剂0.05～1.5份、甲醛反应剂2.0～20份、指示剂0.01～0.3份、除味剂1.0～5.0份、防霉抑菌剂0.01～2.0份、去离子水80～100份。其中，所述甲醛反应剂通过化学反应去除甲醛，达到指示剂的目标pH值时改变颜色，能够直观的反应甲醛的清除情况。
本发明除甲醛变色凝胶以凝胶为载体，能够有效抑菌、清除异味、迅速分解室内的甲醛，大大改善空气质量；缓释效果好，作用时间长，颜色变化明显。本发明载体的生产工艺操作简单，产品形式易于保存，可实现大规模的工业生产。
上述具体实施例是本发明的部分优选施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于所属该领域的技术人员，可在该技术方案的发明范围内进行修改和变换，但所作的改变均属本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征是以凝胶粉、凝胶助剂和去离子水以适合的质量比制成载体，配以甲醛反应剂、指示剂、除味剂及防霉抑菌剂均匀搅拌制成具有视觉感观的除甲醛变色凝胶；
所述除甲醛变色凝胶，是由以下方法制备所得：
⑴、载体组分凝胶粉、凝胶助剂及去离子水按1：0.05～0.08：99的质量比称取备用；其中，凝胶粉和去离子水持续加热到80℃，溶解完全后，再同等温度下加入凝胶助剂，搅拌至溶解完全；同时称取甲醛反应剂、指示剂以及防霉抑菌剂以备用；
⑵、在反应釜中加入去离子水和凝胶粉，为防止凝胶粉成团，用搅拌器充分搅拌，持续加热到80～85℃，使凝胶粉充溶解；
⑶、在同等温度下，向上述溶液中加入相应组分的凝胶助剂，搅拌使其充分溶解；
⑷、停止加热，降温至60℃，向上述溶液中加入相应组分的甲醛反应剂、指示剂、除味剂、防霉抑菌剂，搅拌使其充分溶解；
⑸、停止搅拌，将上述溶液分成单元份装入容器中自然冷却至室内常温状态，即得一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的凝胶粉为结冷胶，凝胶粉的重量份为0.3～2.0份。
3.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的凝胶助剂为乳酸钙、柠檬酸钠、氯化钙的一种或两种的混合物，其重量份为0.05～1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的甲醛反应剂为2-氨基异丁醇(CH3C(NH2)(CH3)CH2OH)、2-氨基-1,3-丙二醇(HOCH2CH(NH2)CH2OH)、氨基丁三醇(HOCH2(NH2)(OH)CH2OH) 的一种或两种的混合物，其重量份为2.0～20份。
5.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的指示剂为酚红、甲酚红、α-萘酚酞、酚酞、百里酚酞、1-萘酚苯基甲醇、α-萘酚酞—酚酞、酚酞—百里酚酞中的任意一种，其重量份为0.01～0.3份。
6.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的除味剂为蓖麻油酸锌，其重量份为1.0～5.0份。
7.根据权利要求1所述的一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其特征在于：所述的防腐抑菌剂为聚六亚甲基双胍、聚六亚甲基单胍、苯扎氯铵中的一种或两种的混合物，其重量份为0.01～2.0份。
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