[发明专利]一种二氧化钛‑超支化聚胺酯‑蒙脱土复合纤维过滤材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醛清除剂，具体涉及一种二氧化钛-超支化聚胺酯-蒙脱土复合纤维过滤材料及其制备方法。

背景技术

甲醛是一种极强的杀菌剂，广泛用于工业生产中。甲醛是制造合成树脂、油漆、塑料和人造纤维的原料，是人造板工业制造脲醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶和酚醛树脂胶的重要原料。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。

目前，人们消除室内空气中甲醛污染的主要方法是使用甲醛消除剂。但目前市场上销售的普通的甲醛消除剂产品在一定时间内的甲醛消除量有限并且效果的持久性差，通常这些甲醛消除剂的有效期只有几天时间。

王学川、袁绪政等人在其《活泼亚甲基类超支化聚合物甲醛捕获剂的合成及应用》一文中，以二乙醇胺(DEA)和丙烯酸甲酯(MA)为原料通过Michael加成反应制得AB₂型单体，在对甲苯磺酸催化下，与三羟甲基丙烷发生酯交换反应，制得一种端羟基超支化聚(胺-酯)，之后与丙二酸二乙酯，通过酯交换反应对端羟基超支化聚(胺-酯)进行端基改性，从而制备活泼亚甲基类超支化聚合物(HPAM)，可以有效的捕捉甲醛，但是其捕获过程比较缓慢。

蒙脱土(MMT)是一类层间有可交换阳离子的二维层状硅酸盐矿物，具有良好的膨胀性、吸附性和阳离子交换性能，为许多插层物质进行层间复合嵌入反应提供了有利的条件。因此利用蒙脱土可以实现对催化剂的稳定固载，同时可用来吸附甲醛，以达到净化空气的目的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种二氧化钛-超支化聚胺酯-蒙脱土复合纤维过滤材料及其制备方法。

一种二氧化钛-超支化聚胺酯-蒙脱土复合纤维过滤材料，由以下重量份的原料组成：二乙醇胺8-15份，甲醇58-86份，丙烯酸甲酯14-30份，蒙脱土39-56份，三羟甲基丙烷33-45份，对甲苯磺酸4-9份，丙二酸二乙酯60-84份，无水碳酸钾2-7份，TiCl₄ 21-34份，盐酸溶液适量，蒸馏水适量，无水乙醇适量，N,N-二甲基甲酰胺适量。

具体步骤如下：

（1）配制TiCl₄柱化剂：

将TiCl₄加入到盐酸溶液中，用蒸馏水稀释至Ti⁴⁺和HCl浓度分别为0.8mol/L和0.2-0.4mol/L，即得TiCl₄柱化剂；

（2）将蒙脱土分散在蒸馏水中，缓慢滴加上述TiCl₄柱化剂，搅拌反应4-5小时，调pH值至2-3，搅拌反应3-5小时，之后离心分离，用无水乙醇洗涤、抽滤，之后水洗、干燥，在500℃下煅烧产品45-70分钟，经冷却、研磨，即得二氧化钛柱撑蒙脱土；

（3）反应单体的合成：

在三口烧瓶中加入二乙醇胺和甲醇，混合物在室温下搅拌至二乙醇胺完全溶解后，缓慢滴加丙烯酸甲酯，加料完毕后升温至30-40℃保温反应3-5小时，然后抽真空除去甲醇，得到油状物；

（4）端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土的制备：

在三口烧瓶中加入步骤（2）二氧化钛柱撑蒙脱土、三羟甲基丙烷和对甲苯磺酸，搅拌混合物10-25分钟，升温至110-120℃，开始搅拌并滴加步骤（3）反应单体，110-130℃反应30-50分钟后，转移到旋转蒸发仪中继续反应，直到体系不再有气泡鼓出为止，得到端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土；

（5）在三口烧瓶中加入丙二酸二乙酯和催化剂无水碳酸钾，搅拌均匀后，缓慢升温至95-105℃，开始缓慢加入步骤（4）产物，加料完毕后保温反应4-5小时，然后减压蒸馏，抽真空处理，即得超支化聚胺酯/蒙脱土/二氧化钛三元复合物；

（6）将步骤（5）得到的复合物分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，，制得质量百分含量为10-50%的纺丝浆液；

（7）将纺丝浆液以1-100mL/h的挤出速度通过直径为5-5000μm的纺丝喷头，于5-30℃的凝固液中停留1-3600s凝固成丝，洗涤，40-80℃真空干燥24小时，得到超支化聚胺酯/蒙脱土/二氧化钛复合纤维过滤材料。

其中，所述的盐酸溶液的浓度为2.0mol/L。

其中，步骤（1）配制TiCl₄柱化剂时，Ti:HCl摩尔比为2:1。

其中，步骤（2）中干燥条件为干燥温度在65-73℃，干燥时间3-6小时。