[发明专利]甲醛捕捉剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域及环保产品技术领域，具体地说，涉及一种新型的甲醛捕捉剂及其制备方法。

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，多份研究报道表明婴儿白血病70%与环境中甲醛超标有关。

甲醛作为最基本的化工原料被广泛的用于化工、医药、农药、涂料、甚至于食品加工等多个领域。尤其在建材及装修领域，甲醛的危害日益受到人们的重视。

目前，在家庭装修完成后，普遍使用甲醛消除剂消除室内甲醛污染。市面上已有的甲醛消除剂产品均存在一些问题：例如，无机铵类物质甲醛消除剂有效时间短，喷涂后易结晶析出影响外观；有机多胺类甲醛消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消除剂虽然毒性较低，无二次污染问题，但它们其中的有效成分有限，不能很好的消除甲醛，总体上效率偏低；高分子类甲醛消除剂具有无挥发性，效率高，成膜性好等特点，ZL200810232101.6公开了一种甲醛捕捉剂及其制备方法，其使用胺基明胶及端氨基聚合物作为甲醛捕捉剂的主要成分，但其制备工艺繁琐，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的甲醛捕捉剂及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明首先提供一种制备新型甲醛捕捉剂的方法，包括以下步骤：

1）向二乙烯基三胺的甲醇溶液中加入丙烯酸甲酯，于0-20℃发生缩聚反应，反应时间为0-24小时；其中，二乙烯基三胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1-1.5；

2）向步骤1）所得反应混合物中加入引发剂A，分四个阶段升温至60℃、100℃、120℃和140℃，前两个升温阶段用水泵保持真空，后两个升温阶段换用油泵保持真空，总反应时间为0-24小时；

3）向步骤2）所得反应混合物中加入混合物1-4倍重量的水，搅拌后，向所得稀释液中分别加入稀释液0.5-5%倍重量的助剂B，以及稀释液0.5-5%倍重量的助剂C，于0-50℃搅拌，即得产物甲醛捕捉剂。

其中，步骤2）中所述引发剂A为3-氨基丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶联剂KH550）改性的二氧化钛。其制备方法为：称取3-氨基丙基三乙氧基硅烷1.5g溶于40mL无水乙醇中，充分搅拌使之混合分散均匀，然后加入纳米二氧化钛，充分搅拌，于80℃反应3-4h后过滤得沉淀，真空干燥后即得3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的二氧化钛粉末。

步骤3）中所述助剂B为双丙酮丙烯酰胺。

所述助剂C为丁二酸二酰阱、己二酸二酰阱、葵二酸二酰阱等中的至少一种。

步骤1）中所述二乙烯基三胺的甲醇溶液中二乙烯基三胺的浓度为35%。

步骤3）中使用的水为去离子水或蒸馏水。

本发明还提供根据上述方法制备的甲醛捕捉剂。

具体地，本发明采用丙烯酸甲酯单体与多胺类化合物进行加成缩聚反应，生成一种富含胺基基团的超支化聚合物，而后加入相应的助剂合成一种高效的高分子类甲醛捕捉剂。捕捉剂利用了多胺类化合物的胺基基团进行甲醛捕捉，利用了丙烯酸酯类物质的碳骨架进行成膜固定，利用相应的多种助剂进行改性以增加其物理性能及除醛功效。

采用本方法制备的甲醛捕捉剂具有如下特点：无毒、无挥发性、无刺激性气味，对人体无二次伤害，可与水无限混溶，性质温和无腐蚀，易添加及喷涂，成膜性好，效用持久。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本方法制备的多氨基超支化聚合物由于分子间具有大量的伯胺、仲胺、叔胺基团，对甲醛等有害物质具有高度吸附分解能力，使除醛效率非常高；另外，其高度支化的内部独特纳米微孔三维结构可以螯合离子和吸附小分子，且分子呈无缠结网状结构，成膜性好，在阻挡甲醛释放的同时高效吸收空气中的甲醛，且无挥发和刺激性，膜层呈透明态，对家具及墙面无腐蚀破坏。

所述多氨基超支化聚合物的结构如式（I）所示：:

上述聚合物可将甲醛吸附并将其转换为无害的物质，其作用机制为：聚合物的带有正电荷的氨基(-NH₂)，可吸附甲醛(HCHO)并固定化，因此可将甲醛转化成水（H₂O）及其它无害物质，达到去除甲醛的目的。反应机制为：