TW201425345A

TW201425345A - 甲醛捕捉劑及其製備方法

Info

Publication number: TW201425345A
Application number: TW101151147A
Authority: TW
Inventors: yun-wen Lai; Chin-Heng Tien
Original assignee: Ind Tech Res Inst; Farcent Entpr Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-01
Also published as: TWI490232B

Abstract

一種甲醛捕捉劑，包括含量比例為5-40 wt%之環糊精(cyclodextrin)、含量比例為5-50 wt%的一胺基化合物以及含量比例為25-90的水。

Description

甲醛捕捉劑及其製備方法

本揭露係關於一種甲醛捕捉劑及其製備方法，特別是指一種具高甲醛吸收率且吸收速度快之甲醛捕捉劑及其製備方法。

甲醛已被世界衛生組織公認為致癌及致畸的物質。然而，由於甲醛系接著劑的成本低廉且製造容易，仍廣泛的使用在各種建築、裝修及裝飾材料之中，例如應用於人造板材、塑膠地板、化纖材料、塗料、黏著劑中，以及發泡膠、隔熱層、黏著劑、纖物、地毯、樓板面材等。從此些材料中游離之甲醛已成為一種常見的室內空氣污染源，對人體健康危害甚大，除了濃度過高會引起眼睛與呼吸道極度不適外，甲醛也會引起許多疾病，如呼吸道疾病、婦女月經不順、新生兒畸形、急性精神抑鬱症，甚至引起呼吸道、皮膚、消化道之癌症等。因此，如何有效降低空氣中的甲醛含量是相當重要的課題。

本揭露係關於一種甲醛捕捉劑及其製備方法，其具有高的甲醛吸收率且吸收速度快。

根據本揭露，提出一種甲醛捕捉劑，包括含量比例為5-40 wt%之環糊精(cyclodextrins)、含量比例為5-50 wt% 的胺基化合物以及含量比例為25-90 wt%的水。

根據本揭露，提出一種甲醛捕捉劑之製備方法，包括：提供環糊精、胺基化合物和水；均勻混合環糊精和胺基化合物於水中，形成甲醛捕捉劑水溶液，其中環糊精之含量比例為5-40 wt%，胺基化合物之含量比例為5-50 wt%，水的含量比例為25-90 wt%。

為使本揭露之上述內容能更明顯易懂，下文特舉各種實施例作詳細說明如下：

以下實施例係提出一種甲醛捕捉劑及其製備方法，以快速捕捉甲醛分子或氨分子並與其反應，使甲醛分子或氨分子不易逸散於空間中，減少污染。

一實施例中，甲醛捕捉劑係包括含量比例為5-40 wt%之環糊精(cyclodextrins)、含量比例為5-50 wt%的胺基化合物(amino compounds)以及含量比例為25-90 wt%的水。環糊精可吸附空氣中或水溶液中之甲醛分子或氨分子，主動將環境之甲醛分子捕捉，胺基化合物則可快速與甲醛分子或氨分子反應。

環糊精係指由6個以上之吡喃葡萄糖(glucopyranoside)分子所形成的環狀低聚糖，例如是下列化學式[I]表示之α-環糊精。

不過，實際應用時並不限定於如化學式[I]所述之環糊精結構，在其他實施例中，亦可採用下列化學式[II]及[III]表示之β-環糊精與γ-環糊精。

此外，環糊精表面之官能基亦可做適當改質，例如加上具有消臭功能之分子基團，便可在捕捉甲醛分子或氨分子的同時進行消臭。

如上述結構式可知，環糊精之分子結構具有很多之羥基極性基團，與甲醛分子或氨分子之間具有氫鍵作用力。且環糊精分子結構之形狀為環狀中空結構，中央的孔洞可類似分子膠囊般地主動吸附附近環境(如空氣中或水溶液中)之甲醛分子或氨分子。然而，由於環糊精對水的溶解度並不高(約1%)，單以環糊精進行甲醛吸附的效果相當有限。實施例中係利用一胺基化合物將甲醛分子或氨分子快速反應，使甲醛分子或氨分子無法逸散於環境中。

一實施例中，胺基化合物例如是尿素或是銨鹽化合物，其胺基(-NH₂)能與甲醛分子進行化學吸附，產生如下列的化學反應：H₂CO(甲醛)+R-NH₂(胺基化合物) → H₂C=N-R+H₂O

然胺基與甲醛產生的吸附作用並不限定於此。此外，胺基化合物與環糊精混合後，能大幅提昇環糊精對水的溶解度(>10%)，並顯著提昇甲醛吸收率。

根據胺基化合物種類以及含量比例的不同，本實施例之甲醛捕捉劑的pH範圍將有所變動。較佳但非限定的，pH值可介於4-11之間。在一實施例中，可添加外加之一酸性化合物，例如是鹽酸、醋酸、磷酸、硫酸、聚丙烯酸或檸檬酸以調整pH範圍於4-6之間，以增加環糊精與胺基化合物的溶解度，提高甲醛吸收率。

<試樣製備>

表1列出本實施例之甲醛捕捉劑多個試樣的成份含量比例，其中試樣1及2分別為僅含環糊精與尿素之對照組。

製備上述編號1-7甲醛捕捉劑試樣的方法，係將環糊精、胺基化合物、水依表1之含量比例準備，接著將環糊精、胺基化合物均勻混合於水中。

<甲醛吸收率測試>

在此係以對照組1(只含環糊精)、對照組2(只含尿素)和實施例之甲醛捕捉劑進行甲醛吸收率測試。取表1所示之甲醛捕捉劑試樣依比例添加適當甲醛(如高濃度和低濃度之甲醛)後，衍生化成色後依ISO 14184-1：2011之規範以紫外光-可見光分光分度劑測定溶液中游離甲醛殘餘量，進而計算甲醛吸收率。表2係列出表1中編號1-7之甲醛捕捉劑試樣進行甲醛吸收率測試之結果。

由表2的甲醛吸收率測試結果可知，只含環糊精之對照組1雖能吸收甲醛，但吸收率並不高(僅有5%)，且當甲醛濃度提高時(3000 ppm)，吸收率發生驟降(<1%)。

另外，只含尿素之對照組2在甲醛濃度不同時的吸收率變化雖較為穩定，但效果亦不甚佳，吸收率僅有約10%。

本實施例之甲醛捕捉劑混合環糊精與胺基化合物，在甲醛濃度200 ppm時吸收率有顯著的增加，最高可達到99.6%(試樣3)，而在高甲醛濃度3000 ppm時，吸收率大致維持穩定，甚至有更佳的表現(試樣4自16.6%上升為24.8%，試樣7自51.8%上升至69.6%)。因此，有別於單一成分之對照組，本實施例之甲醛捕捉劑混合環糊精與胺基化合物，獲得之吸收率(16.6%-99%)相較兩者的簡單加成(15%)可高達6倍以上，甚至在甲醛濃度提高時有更好的吸收率。

另外，如先前所述，可加入適量之酸性化合物調整甲醛捕捉劑的pH值，此酸性化合物之種類並無特別限制，可以是鹽酸、醋酸、磷酸、硫酸、聚丙烯酸或檸檬酸，只要不會與甲醛捕捉劑反應即可。表3係一實施例之甲醛捕捉劑在不同pH值下的吸收率測試之結果。

由表3之測試結果可知，pH值之大小會影響甲醛捕捉劑的吸收率。對相同試樣來說，當pH值較低(約為5)，也就是溶液呈酸性時，對甲醛的吸收率較高；而當pH值較高(約為9)，溶液呈鹼性時，吸收率相對較低。因此，可藉由調整甲醛捕捉劑之pH值，進一步提高甲醛吸收率。

雖然本揭露已以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本揭露。所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種甲醛捕捉劑，包括含量比例為5-40 wt%之一環糊精(cyclodextrin)、含量比例為5-50 wt%的一胺基化合物以及含量比例為25-90 wt%的水。
如申請專利範圍第1項所述之甲醛捕捉劑，其中該環糊精係由6個以上之吡喃葡萄糖(glucopyranoside)分子所形成的一環狀低聚糖。
如申請專利範圍第2項所述之甲醛捕捉劑，其中該胺基化合物為尿素。
如申請專利範圍第3項所述之甲醛捕捉劑，係包括含量比例為10 wt%之環糊精、含量比例為40 wt%的尿素以及含量比例為50 wt%的水。
如申請專利範圍第1項所述之甲醛捕捉劑，其具有一pH值於4-11之間。
如申請專利範圍第5項所述之甲醛捕捉劑，更包括一酸性化合物，使該pH值介於4-6之間。
如申請專利範圍第6項所述之甲醛捕捉劑，其中該酸性化合物係選自由聚丙烯酸、檸檬酸、鹽酸、硫酸、醋酸以及磷酸所組成的群組。
一種甲醛捕捉劑的製造方法，包括：提供一環糊精、一胺基化合物和水；均勻混合該環糊精和一胺基化合物於水中，形成一甲醛捕捉劑水溶液，其中該環糊精之含量比例為5-40 wt%，該胺基化合物之含量比例為5-50 wt%，水的含量比例為25-90 wt%。
如申請專利範圍第8項所述之甲醛捕捉劑的製造方法，其中該環糊精係由6個以上之吡喃葡萄糖分子所形成的一環狀低聚糖。
如申請專利範圍第9項所述之甲醛捕捉劑的製造方法，其中該胺基化合物為尿素。
如申請專利範圍第10項所述之甲醛捕捉劑的製造方法，其中該環糊精的含量比例為10 wt%，尿素的含量比例為40 wt%，水的含量比例為50 wt%。
如申請專利範圍第8項所述之甲醛捕捉劑的製造方法，更包括：加入一酸性化合物調整該甲醛捕捉劑的一pH值，使該pH值介於4-6之間。
如申請專利範圍第12項所述之甲醛捕捉劑的製造方法，其中該酸性化合物係選自由聚丙烯酸、檸檬酸、鹽酸、硫酸、醋酸以及磷酸所組成的群組。