[发明专利]一种甲醛捕捉剂及其制备方法与在清除甲醛中的应用

说明书

本发明公开了一种甲醛捕捉剂及其制备方法与在清除甲醛中的应用。所述甲醛捕捉剂为一种微交联聚合物，其结构单元如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅳ所示，式Ⅰ和式Ⅱ中，R₁为氢或甲基，a为0～500之间的自然数，b为45～950之间的自然数，c为60～850的自然数，d为1～12之间的自然数；R₂为式Ⅴ和/或式Ⅵ所示的结构单元，x为1～12之间的自然数，y为1～12之间的自然数，且x+y＝d。本发明甲醛捕捉剂的氨基密度高(即a+b+c的数值较大，因为结构I中的酰胺基，结构II中的伯氨基和结构III中的仲氨基都可以与甲醛反应，活性伯氨基最大，仲氨基次之，酰胺基最小)，甲醛消除效率高。本发明甲醛捕捉剂含环状结构，对织物、地毯等基材纤维亲和力大，有利于浸渍使用时主动吸附于基材之上。

技术领域

本发明涉及一种甲醛捕捉剂及其制备方法与在清除甲醛中的应用，属于化工材料领域。

背景技术

甲醛是目前室内空气污染的主要物质，其不仅危害大，而且挥发周期长达3～15年，危害时间长，越来越受到人们的重视。游离甲醛来源广泛。家具、建筑、装潢材料等制造过程中使用含甲醛的脲醛、酚醛树脂粘合剂。皮革的鞣制和复鞣中，大量使用甲醛，用作沙发、座椅包覆材料的皮革中或多或少都会残留一些甲醛。车内顶蓬、座椅等复合海绵，特别是用火焰贴合时会释放出大量甲醛，部分甲醛吸附在织物上。车内使用的地毯、内饰毛毯和顶篷毡在其制造过程中，也大量使用酚醛树脂粘合剂。这些材料在使用过程中会不断向周围环境释放出游离甲醛。虽然国家对材料甲醛释放量有严格的限制，但是由于成本和技术等方面原因，一些材料的制造过程中尚不能完全避免使用甲醛，因此当务之急是消除和降低甲醛危害。

化学反应法是清除甲醛的一种简单有效的方法，其原理是某种化学物质与甲醛反应生成一种稳定、无害的化合物。目前被用作甲醛捕捉剂的物质包括尿素、氯化铵、亚硫酸氢钠等。虽然这些物质能与甲醛迅速反应，且价格低廉，但在受热或遇水的情况下会发生分解，重新释放出甲醛。因此，需要提供一种新颖的清除甲醛的甲醛捕捉剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲醛捕捉剂及其制备方法与在清除甲醛中的应用，本发明甲醛捕捉剂利用有机胺类化合物与甲醛易反应的特点，实现对甲醛的高效清除，并且反应后的化合物不易分解，无二次污染，不挥发，对基材的附着性好，可保持长期有效。

本发明所提供的甲醛捕捉剂，为一种微交联聚合物，其结构单元如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅳ所示：

式Ⅰ和式Ⅱ中，R₁为氢或甲基，a为0～500之间的自然数，b为45～950之间的自然数，c为60～850的自然数，d为1～12之间的自然数；

R₂为式Ⅴ和/或式Ⅵ所示的结构单元；

x为1～12之间的自然数，y为1～12之间的自然数，且x+y＝d。

本发明提供的甲醛捕捉剂，式Ⅰ所示结构单元为经其制备方法中的霍夫曼降解反应后残留的酰胺基结构单元，该结构单元越少越好，即聚合度a越小越好；式Ⅱ所示结构单元为经其制备方法中的霍夫曼降解反应后生成的伯氨基结构单元，主要通过该结构单元中的氨基与甲醛反应，将甲醛转化为水和其他无害物质，因此该结构单元越多越好，即聚合度b越大越好；式Ⅲ所示结构单元中的五元环结构，有助于增大所述甲醛捕捉剂分子对基材纤维的亲和力，同时该结构单元上的仲氨基也可以与甲醛发生反应；式Ⅳ所示结构单元使所述甲醛捕捉剂形成微交联网状分子结构，在外加交联剂的帮助下，可更牢度的固载于基材上。

本发明还进一步提供了所述甲醛捕捉剂的制备方法，包括如下步骤：

1)在过硫酸铵存在和pH值为4～5的条件下，丙烯酰胺类单体、二烯丙基胺和烯丙基缩水甘油醚在水中进行聚合反应；