以氨基多元醇為活性物的反應(yīng)型甲醛清除劑及其制備方法
【專利摘要】一種甲醛清除劑，由載體和負(fù)載于載體上的氨基二元醇組成，氨基醇為載體質(zhì)量的5wt%-15wt%。該甲醛清除劑本身無毒，不會(huì)造成二次污染，除載體本身的物理吸附外，該材料依靠多元醇的羥基以及材料中的氨基對(duì)甲醛進(jìn)行化學(xué)消除，主要的除甲醛途徑為清除劑中的兩個(gè)羥基與甲醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，生產(chǎn)穩(wěn)定的環(huán)狀化合物。其具有清除速度快、用量小和成本低等特點(diǎn)。
【專利說明】以氨基多元醇為活性物的反應(yīng)型甲醛清除劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種揮發(fā)性有機(jī)物的去除技術(shù)，尤其涉及一種負(fù)載在載體上的氨基多 元醇甲醛清除劑，該材料可有效清除空氣中的游離甲醛。
【背景技術(shù)】
[0002]甲醛為較高毒性的物質(zhì)，在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上甲醛高居第二位。甲 醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致 突變物之一。研究表明，甲醛具有強(qiáng)烈的致癌和促癌作用。甲醛對(duì)人體健康的影響主要表 現(xiàn)在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。其濃度在每 立方米空氣中達(dá)到0.06-0.07mg/m3時(shí)，兒童就會(huì)發(fā)生輕微氣喘。當(dāng)室內(nèi)空氣中甲醛含量為
0.lmg/m3時(shí)，就有異味和不適感；達(dá)到0.5mg/m3時(shí)，可刺激眼睛，引起流淚；達(dá)0.6mg/m3, 可引起咽喉不適或疼痛。濃度更高時(shí)，可引起惡心嘔吐，咳嗽胸悶，氣喘甚至肺水腫；達(dá)到 30mg/m3時(shí)，會(huì)立即致人死亡
近年來，隨著室內(nèi)裝潢理念的逐漸深入人心，室內(nèi)裝修的程度日漸加大，裝修材料的種 類日漸增多，這其中不少的材料中都用到了含甲醛的原料，而對(duì)于一些質(zhì)量等級(jí)較低的裝 修材料，其中的甲醛含量更高。這些材料將在裝修完成后的很長一個(gè)階段內(nèi)緩慢釋放其所 含的甲醛，從而成為室內(nèi)空氣的長期污染源。
[0003]基于這一狀況，許多清除室內(nèi)游離甲醛的的方法及產(chǎn)品被研發(fā)出來。從其清除 的原理來講，可分為兩類:物理法清除和化學(xué)法清除。所謂物理法，指的是甲醛清除劑僅 與空氣中游離的甲醛分子發(fā)生物理吸附作用，利用物理表面吸附捕捉甲醛，從而達(dá)到降 低室內(nèi)甲醛含量的目的。該類產(chǎn)品一般都是高比表面積的多孔性物質(zhì)，如現(xiàn)在市場是出 售的竹炭等；另外一些產(chǎn)品則采用化學(xué)法，目前市場常用的化學(xué)甲醛清除劑主要有兩類， 一類是以無機(jī)活性物為主體，如二氧化鈦的復(fù)配產(chǎn)品，其主要有效成分為二氧化鈦，輔劑 為分散劑、消泡劑、水等。其原理是利用二氧化鈦的光催化特性，在光照的情況下將游離 的甲醛分子進(jìn)一步分解為無害的二氧化碳和水；除此之外，也有一些負(fù)載觸媒型材料，如 CN200810126792.1公開了一種以納米金為活性中心的吸甲醛材料，CN200910047376.7公 開了一種以貴金屬鉬為活性中心，輔以其他金屬氧化物助劑的低溫甲醛消除劑，類似方法 還有CN200910098633.X以及CN200510028537.X等。另一大類為以有機(jī)活性物為主體，如 以尿素、氨基醇等為甲醛吸附中心，給類產(chǎn)品具有較快的吸甲醛速度，吸附可逆程度低等優(yōu) 點(diǎn)，在木料加工等行業(yè)具有較好的應(yīng)用。如專利CN1548164A提出了以氨基丙醇為原料，與 甲醛發(fā)生曼尼基反應(yīng)達(dá)到消除甲醛的目的。
[0004]毫無疑問，上述產(chǎn)品都可以在一定程度上達(dá)到吸附或降解甲醛分子，緩解室內(nèi)空 氣污染的作用。但上述兩類產(chǎn)品也存在著一定的不足。物理法吸附甲醛是表面作用力較弱， 吸附飽和濃度較低，吸附速度也較慢；而在化學(xué)法中，以二氧化鈦為活性組分的化學(xué)清除劑 存在二氧化鈦的最佳光解波段為紫外波段，可見光照射下活性不強(qiáng)，產(chǎn)品反應(yīng)活性相關(guān)因 素復(fù)雜(二氧化鈦的純度、粒度、濃度等)，加工復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差等問題；其他的觸媒材料雖然也具有較好的消除甲醛效果，但往往要用到貴金屬，且由于這些貴金屬微粒通常 缺乏相應(yīng)的穩(wěn)定劑，在使用的過程中容易流失、團(tuán)聚，導(dǎo)致使用的壽命不長，從而進(jìn)一步增 加了使用的成本并導(dǎo)致不夠便捷。以尿素、氨基醇等有機(jī)物為活性中心的材料，也存在平衡 濃度較高，易于吸附飽和和有機(jī)物附在難度較大等缺點(diǎn)。，因此，開發(fā)切實(shí)有效游離甲醛清 除劑是一項(xiàng)具有重要意義的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種以氨基多元醇為活性物的反應(yīng)型甲醛清除劑，該材 料于載體上負(fù)載氨基多元醇，通過與甲醛進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境中甲醛的消除。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種氨基二元醇，以其為活性物負(fù)載于載體上制成甲 醛清除劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中甲醛進(jìn)行化學(xué)消除。
[0007]一種甲醛清除劑，由載體和負(fù)載于載體上的氨基二元醇組成。
[0008]適用的載體有:活性炭、孔氧化鋁、氧化硅、分子篩和硅藻土等。
[0009]所使用的氨基二元醇為載體質(zhì)量的5wt%_15wt%，為一系列直鏈或短支鏈化合物， 結(jié)構(gòu)如下式所示
A A
/ \ / \
H0.T..0H
NH2
式中，A為Cl至C5的烷烴。
[0010]適用的化合物有:3_氨基_1，2丙二醇、2-氨基_1，3丙二醇、2-氨基-2-甲 基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、5-氨基-4甲基-1，4戊二醇和二乙醇胺 一種或幾種。
[0011]在上述材料中，氨基多元醇類化合物可以通過羥醛縮合反應(yīng)形成環(huán)狀縮醛以消除 甲醛，氨基也可以通過親核加成消除甲醛，清除甲醛的平衡時(shí)間為1.5-24小時(shí)。相比較氨 基醇類的甲醛清除劑(如:CN1548164A)，胺基多元醇的甲醛清除在反應(yīng)機(jī)理上具有較大的 優(yōu)勢，由于與甲醛的羥醛縮合產(chǎn)物由于形成了穩(wěn)定的環(huán)狀產(chǎn)物，這種反應(yīng)型甲醛清除材料 具有吸附速度快、平衡濃度低、吸附幾乎不可逆以及吸附壽命長等顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]一種甲醛清除劑的制備方法，將上述各種氨基二元醇液體(或其固體的乙醇溶液) 均勻噴灑于載體表面，氨基二元醇與載體的質(zhì)量百分比為5wt%_15wt%，隨后將材料不斷翻 動(dòng)，直至液體被載體全部均勻吸附，放入烘箱在80°C烘干12小時(shí)即可。
[0013]上述復(fù)合材料經(jīng)中華人民共和國GB/T16129-1995方法檢測，都具有很好的游離 甲醛清除功效。
[0014]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)甲醛清除劑本身無毒，不會(huì)造成二次污染；
(2)除載體本身的物理吸附外，該材料依靠多元醇的羥基以及材料中的氨基對(duì)甲醛進(jìn) 行化學(xué)消除，主要的除甲醛途徑為清除劑中的兩個(gè)羥基與甲醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，生產(chǎn)穩(wěn) 定的環(huán)狀化合物；
(3)清除速度快；(4)甲醛清除劑用量較??；
(5)甲醛清除劑成本較低。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，所列舉的實(shí)施例在于詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]本發(fā)明如下實(shí)施例，可采用如下之一種方法制取:
將計(jì)量好的的氨基多元醇類化合物液體(或其固體的乙醇溶液)均勻噴灑于載體表面， 化合物與載體的質(zhì)量百分比為5wt%_15wt%，隨后將材料不斷翻動(dòng)，直至液體被載體全部均勻吸附，將該材料放入烘箱在80°C烘干12小時(shí)即可。
[0017]將制取的材料按如下【具體實(shí)施方式】實(shí)驗(yàn):
試驗(yàn)在一個(gè)2.5M3的方形箱體中進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)前箱體中的空氣首先用甲醛飽和，并適當(dāng)調(diào)整甲醛含量為一定值(0.6±0.01 mg/m3)，每次甲醛清除劑的有效用量為2克。方法采用 GB/T16129-1995方法，每隔0.5小時(shí)采樣一次，最終達(dá)到甲醛吸收平衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0018]表1
【權(quán)利要求】
1.一種甲醛清除劑，由載體和負(fù)載于載體上的氨基二元醇組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛清除劑，其特征是所述的氨基醇為載體質(zhì)量的 5wt%-15wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛清除劑，其特征是所述的載體為活性炭、孔氧化鋁、氧化 娃、分子篩和娃藻土中一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛清除劑，其特征是所述的氨基二元醇為八A/ \ / / \ / \MO y IOHNHj式中，A為Cl至C5的烷烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛清除劑，其特征是所述的氨基二元醇為3-氨基-1，2丙 二醇、2-氨基-1，3丙二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、 5-氨基-4甲基-1，4戊二醇和二乙醇胺一種或幾種。
6.一種權(quán)利要求1-5之一所述的甲醛清除劑的制備方法，將氨基二元醇液體或其 固體的乙醇溶液均勻噴灑于載體表面，所述的氨基二元醇與所述的載體的質(zhì)量百分比為 5wt%-15wt%,隨后將材料不斷翻動(dòng)，直至液體被載體全部均勻吸附，放入烘箱在80°C烘干 12小時(shí)即可。
7.一種氨基二元醇的用途，其特征是作為活性物負(fù)載于載體上用作甲醛清除劑，其特 征是所述的氨基二元醇為八A/ \ +/ \HOy OHNH2式中，A為Cl至C5的烷烴。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨基二元醇的用途，其特征是所述的氨基二元醇為3-氨 基-1，2丙二醇、2-氨基-1，3丙二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙 基-1，3-丙二醇、5-氨基-4甲基-1，4戊二醇和二乙醇胺一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的氨基二元醇的用途，其特征是所述甲醛清除劑清除甲醛 達(dá)平衡時(shí)間為1.5-24h。
【文檔編號(hào)】B01D53/81GK103551028SQ201310468112
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】倪平, 錢廣, 陳雷 申請(qǐng)人:嘉興潤博化工科技有限公司