CN113876989A - 一种硅藻土除味剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及A61L空气清新剂领域，更具体地，本发明提供了一种硅藻土除味剂及其应用。本发明提供了一种硅藻土除味剂，制备原料为硅藻土、香味散发剂，它们之间通过相互协同作用，制备得到的硅藻土除味剂与现有技术相比，原料简单易得、制备工艺操作简单，且缓解了硅藻土除味剂易团聚问题，同时显著提升了硅藻土除味剂的吸附能力、除味效果、抗菌性能，被广泛应用于塑料领域、涂料领域、纺织印花领域。

Description

一种硅藻土除味剂及其应用
技术领域
本发明涉及A61L空气清新剂领域，更具体地，本发明提供了一种硅藻土除味剂及其应用。
背景技术
随着国家不断鼓励企业的创新发展，塑料领域、涂料领域、纺织印花等领域的各个企业在优化本公司的核心技术时，难免会用到有刺激性气味、有害的化合物，这种气味和有害物质会严重危害从业人员的身体健康，但市面上除味剂存在应用范围窄、去除化合物种类单一的问题，已经不能满足企业发展的需求。因此，如何简单、高效的去除这些有害物质是近年来科研工作者的研究热点之一。
公开专利号为CN107226928A的中国发明专利公开了橡胶除味剂及其制备方法，本公开专利中以硅藻土为主要除味成分，与木醋液和十八烷基胺进行复配，制得的除味剂仅应用于橡胶领域，存在应用领域单一的问题。
公开专利号为CN110358878A的中国发明专利公开了一种皮革除味剂及其制备方法，本公开专利中制备得到的除味剂对二甲苯有着优异的去除效果，同时其方案制备的除味剂有利于油漆的干燥，但其去除有害物质的种类较单一，仅适用于油漆领域，且除味剂的制备工艺复杂，不利于工业级的大规模应用。
因此，开发一种原料简单易得、合成工艺简单，且去除有害物质种类复杂的除味剂具有潜在的应用价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种硅藻土除味剂，按重量份计，制备原料包括硅藻土90-150份、香味散发剂0.1-10份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土的粒径为100-2500目。
为了减少硅藻土的杂质含量，改善硅藻土的表面特性，提升硅藻土的吸附能力，作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土为天然硅藻土、无机改性硅藻土、有机改性硅藻土中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土为无机改性硅藻土、有机改性硅藻土。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机改性硅藻土和有机改性硅藻土的质量比为(0.5-1)：(1：1.5)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机改性硅藻土为纳米二氧化钛改性硅藻土、纳米三氧化二铁改性硅藻土、纳米碳酸钙改性硅藻土中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机改性硅藻土为纳米二氧化钛改性硅藻土。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述纳米二氧化钛改性硅藻土为金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土，其中金红石型纳米二氧化钛的粒径为15-60nm。
本申请人意外发现，当使用粒径为15-60nm的金红石型纳米二氧化钛对硅藻土进行改性时，金红石型纳米二氧化钛与硅藻土进行协同作用，可以显著提高硅藻土的吸附性能，增强硅藻土的除味效果。本申请人猜测其原因可能为当向硅藻土中加入适当粒径的金红石型纳米二氧化钛时，一方面当适当粒径的金红石型纳米二氧化钛可以充分均匀的分散在硅藻土的孔隙中，形成柱状结构，使硅藻土颗粒间具有较大的空间，以便吸附更多的有害物质，协同作用提高硅藻土的吸附性能；另一方面，在日光下，分散在硅藻土孔隙中的金红石型纳米二氧化钛催化光解附着于硅藻土表面的有害物质。
作为本发明一种优选的技术方案，所述金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将200g硅藻土置于微波仪中，在200-400W微波功率下照射5-10min，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土与金红石型纳米二氧化钛充分研磨至粒径为100-2500目(金红石型纳米二氧化钛与硅藻土的质量比为(1-5):(1-5))，即得金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机改性硅藻土为长链烷基铵盐改性硅藻土、聚硅氧烷改性硅藻土，其中长链烷基改性硅藻土、聚硅氧烷改性硅藻土的质量比为(1-2)：(1.5-2.5)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述长链烷基改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、十八烷基二乙醇胺改性硅藻土、十二烷基硫酸钠改性硅藻土中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚硅氧烷改性硅藻土为聚二甲基硅氧烷改性硅藻土、环甲基硅氧烷改性硅藻土、氨基硅氧烷改性硅藻土中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述有机改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、聚二甲基硅氧烷改性硅藻土。
本申请人发现当使用十六烷基三甲基溴化铵对硅藻土改性时，可以与硅藻土表面的活性基团相互作用，可以显著改善硅藻土因其表面的活性基团易发生易团聚的现象，本申请人猜测可能的原因为十六烷基三甲基溴化铵与硅藻土表面上的极性基团相互作用，向硅藻土表面引入活性基团，在硅藻土表面形成了一层有机包覆层，减少了硅藻土表面的极性，增强了硅藻土的疏水性能，在保证不改变硅藻土表面孔隙大小的前提下，增加了硅藻土表面的疏水性，降低了硅藻土的吸湿性能，可以有效避免硅藻土易团聚的现象，尤其可以缓解在南方湿度大于60％的区域易吸水，导致硅藻土除味效果不佳的问题。
本申请人发现，当使用平均分子量为100000-1500000的聚二甲基硅氧烷对硅藻土表面改性时，一方面与十六烷基三甲基溴化铵改性的硅藻土相互协同作用显著提高硅藻土的吸附性能；另一方面聚二甲基硅氧烷中的活性基团与硅藻土表面的极性基团之间相互作用，在硅藻土表面形成一层均匀的有机表面包覆膜，阻隔了细菌的入侵，在保证硅藻土具有优异稳定性、吸附性的同时，显著增强了硅藻土的抗菌性能，延长了硅藻土的使用寿命；
作为本发明一种优选的技术方案，所述十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)在将200g硅藻土置于200-400℃下焙烧2-5h后，冷却至室温，充分研磨至粒径为100-2500目，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土置于蒸馏水中，加入十六烷基三甲基溴化铵(硅藻土与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为(2-6)：100)，在60-80℃搅拌40-80min，经冷却、干燥、研磨，即得十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)在将200g硅藻土置于200-400℃下焙烧2-5h后，冷却至室温，充分研磨至粒径为100-2500目，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土置于蒸馏水中，加入聚二甲基硅氧烷(硅藻土与聚二甲基硅氧烷的质量比为(2-6)：100)，在60-80℃搅拌40-80min，经冷却、干燥、研磨，即得十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土。
作为本发明一种优选的技术方案，所述香味散发剂为樟脑粉、苯甲酸苄酯、竹醋液、木醋液中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述香味散发剂为樟脑粉。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述樟脑粉为旋光性樟脑。
作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土除味剂的制备方法至少包括以下步骤：将硅藻土和香味散发剂，充分研磨至粒径为500-1000目的混合颗粒，装袋即得硅藻土除味剂。
作为本发明第二方面，本发明提供一种硅藻土除味剂的应用，主要包括以下方面：
当硅藻土除味剂的加入量为0.1-1.5wt％时，可以有效减少塑料、涂料、印花浆料、纺织助剂中90％有刺激性气味，被广泛应用于塑料领域、涂料领域、纺织印花领域、胶层领域。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的一种硅藻土除味剂，通过加入15-60nm的金红石型纳米二氧化钛对硅藻土进行改性，可以在不改变硅藻土表面结构的前提下，通过物理吸附和化学分解的过程，有效降低环境中有害物质的含量，达到除味效果；
2、本发明制备的一种硅藻土除味剂，通过加入十六烷基三甲基溴化铵对硅藻土表面改性，在保证硅藻土优异吸附力的同时，显著降低了硅藻土表面的亲水性，有效解决了硅藻土易团聚的问题，尤其缓解在南方湿度大于60％的区域稳定性不佳、除味效果下降的问题；
3、本发明制备的一种硅藻土除味剂，通过加入分子量为90-100的聚二甲基硅氧烷对硅藻土表面改性，在保证硅藻土具有优异稳定性、吸附性的同时，显著增强了硅藻土的抗菌性能，延长了硅藻土的使用寿命；
4、本发明制备的一种硅藻土除味剂，通过利用无机改性硅藻土、有机改性硅藻土，与旋光性樟脑共同作用，在显著提升硅藻土吸附能力的同时，降低了硅藻土的亲水性、吸湿性，有效缓解了硅藻土易团聚的问题，使硅藻土的应用不用环境湿度的影响；
5、本发明制备的一种硅藻土除味剂，原料简单易得、合成工艺简单，仅需要充分的混合研磨，即可得到稳定性能良好，具有抑菌性能、吸附能力优异、除味效果好的除味剂，制得的硅藻土除味剂可以有效取出溶剂、有机化合物的气味，提升空气质量，被广泛应用于塑料领域、涂料领域、纺织印花浆料领域。
具体实施方式
实施例
实施例1
实施例1提供了一种硅藻土除味剂，按重量份计，制备原料为硅藻土100份、香味散发剂0.1份。
所述硅藻土为无机改性硅藻土、有机改性硅藻土，其中无机改性硅藻土和有机改性硅藻土的质量比为1：1.5。所述无机改性硅藻土为金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土。所述有机改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、聚二甲基硅氧烷改性硅藻土，其中十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土和聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的质量比为1.5：2。所述香味散发剂为旋光性樟脑，CAS号为76-22-2。
所述金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将200g硅藻土置于微波仪中，在300W微波功率下照射8min，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土与金红石型纳米二氧化钛充分研磨至粒径为500目(金红石型纳米二氧化钛与硅藻土的质量比为1:3)，即得金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土。
其中，所述硅藻土的CAS号为61790-53-2。金红石型纳米二氧化钛的CAS号为13463-67-7，购自杭州九朋新材料有限责任公司，型号为CY-T25，粒径为25nm。
所述十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
(1)在将200g硅藻土置于350℃下焙烧4h后，冷却至室温，充分研磨至粒径为500目，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土置于蒸馏水中，加入十六烷基三甲基溴化铵(硅藻土与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为2：100)，在75℃搅拌60min，经冷却、干燥、研磨，即得十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土。
其中，所述硅藻土的CAS号为61790-53-2。十六烷基三甲基溴化铵的CAS号为57-09-0。
所述聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
(1)在将200g硅藻土置于300℃下焙烧5h后，冷却至室温，充分研磨至粒径为500目，得到预处理后的硅藻土；
(2)将步骤(1)中所述预处理后的硅藻土置于蒸馏水中，加入聚二甲基硅氧烷(硅藻土与聚二甲基硅氧烷的质量比为(4：100)，在65℃搅拌70min，经冷却、干燥、研磨，即得十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土。
其中，所述硅藻土的CAS号为61790-53-2。聚二甲基硅氧烷的CAS号为9016-00-6，购自上海易恩化学技术有限公司，型号为R006708，平均分子量为115000。
实施例2
实施例2提供了一种硅藻土除味剂，按重量份计，制备原料为硅藻土100份、香味散发剂10份。
所述硅藻土为无机改性硅藻土、有机改性硅藻土，其中无机改性硅藻土和有机改性硅藻土的质量比为1：1.5。所述无机改性硅藻土为金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土。所述有机改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、聚二甲基硅氧烷改性硅藻土，其中十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土和聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的质量比为1.5：2。所述香味散发剂为旋光性樟脑，CAS号为76-22-2。
所述金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土的制备方法同实施例1。
所述十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土的制备方法同实施例1。
所述聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的制备方法同实施例1。
实施例3
实施例3提供了一种硅藻土除味剂，按重量份计，制备原料为硅藻土100份、香味散发剂0.5份。
所述硅藻土为无机改性硅藻土、有机改性硅藻土，其中无机改性硅藻土和有机改性硅藻土的质量比为1：1.5。所述无机改性硅藻土为金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土。所述有机改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、聚二甲基硅氧烷改性硅藻土，其中十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土和聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的质量比为1.5：2。所述香味散发剂为旋光性樟脑，CAS号为76-22-2。
所述金红石型纳米二氧化钛改性硅藻土的制备方法同实施例1。
所述十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土的制备方法同实施例1。
所述聚二甲基硅氧烷改性硅藻土的制备方法同实施例1。
对比例1
对比例1具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入无机改性硅藻土。
对比例2
对比例2具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入有机改性硅藻土。
对比例3
对比例3具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入旋光性樟脑。
性能评价
对实施例1～3、对比例1～3制备得到的硅藻土除味剂进行性能测试。
参见表1，表1为实施例1～3、对比例1～3制备得到的硅藻土除味剂性能检测数据。
(1)除味效果测试：
检测15平方米空间中甲醛的含量，将此空间平均分为6个2立方米的测试空间，将实施例1-3、对比例1-3制备得到的硅藻土除味剂放置测试空间72小时后，检测测试空间中甲醛，计算去除率，测试结果见表1
(2)分散性能测试：
将实施例1～3、对比例1～3制得的硅藻土除味剂置于25℃，湿度为85％的环境中24h，观察是否出现团聚现象。
若无团聚现象，分散性能为I级；若发生团聚现象，分散性能为II级，测得数据见表1。
Figure BDA0003294455900000081

Claims (10)

1.一种硅藻土除味剂，其特征在于，按重量份计，制备原料包括硅藻土90-150份、香味散发剂0.1-10份。
2.根据权利要求1所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述硅藻土和香味散发剂的重量比为100：(0.1-10)。
3.根据权利要求1所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述硅藻土和香味散发剂的重量比为100：(0.1-1)。
4.根据权利要求1所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述硅藻土的粒径为100-2500目。
5.根据权利要求1所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述硅藻土为天然硅藻土、无机改性硅藻土、有机改性硅藻土中的至少一种。
6.根据权利要求1所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述硅藻土为无机改性硅藻土、有机改性硅藻土，无机改性硅藻土和有机改性硅藻土的质量比为(0.5-1)：(1：1.5)。
7.根据权利要求5所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述无机改性硅藻土为纳米二氧化钛改性硅藻土、纳米三氧化二铁改性硅藻土、纳米碳酸钙改性硅藻土中的至少一种。
8.根据权利要求5所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述有机改性硅藻土为长链烷基铵盐改性硅藻土、聚硅氧烷改性硅藻土，长链烷基改性硅藻土和聚硅氧烷改性硅藻土的质量比为(1-2)：(1.5-2.5)。
9.根据权利要求5所述硅藻土除味剂，其特征在于，所述有机改性硅藻土为十六烷基三甲基溴化铵改性硅藻土、聚二甲基硅氧烷改性硅藻土。
10.一种如权利要求1-9任一项所述硅藻土除味剂的应用，其特征在于，所述硅藻土除味剂应用于塑料领域、涂料领域、纺织印花领域、胶层领域。
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