一种甲醛捕捉剂及其制备方法与在清除甲醛中的应用
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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】
[0004] 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。
[0005] 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π、式m 和式IV所示：
[0008] 式I和式Π 中，Ri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；
[0009] R2为式V和/或式VI所示的结构单元；
[00?1 ] X为1~12之间的自然数，y为1~12之间的自然数，且x+y = d。
[0012] 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Π 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m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。
[0013] 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：
[0014] 1)在过硫酸铵存在和pH值为4~5的条件下，丙烯酰胺单体、二烯丙基胺和烯丙基 缩水甘油醚在水中进行聚合反应；
[0015] 所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中任一种；
[0016] 2)将所述聚合反应后的体系冷却至0~15°C，然后加入次氯酸钠和氢氧化钠，经霍 夫曼降解反应得到所述甲醛捕捉剂。
[0017] 上述的制备方法中，步骤1)中，将所述丙烯酰胺单体、所述二烯丙基胺、所述烯丙 基缩水甘油醚和所述水的体系升温至60~90°C (具体可为60~85°C、60 °C、65 °C、75°C或85 °C)后，向所述体系中滴加所述过硫酸铵的水溶液；
[0018] 所述滴加的时间可为3~5小时，具体可为3小时、4小时或5小时；
[0019] 所述过硫酸铵的水溶液的质量百分含量可为5 %~50 %，具体可为10 %~50 %、 10%、20%、30%或50% ;
[0020] 所述过硫酸铵的用量可为所述丙烯酰胺单体、所述二烯丙基胺和所述烯丙基缩水 甘油醚总质量的0.1 %~0.4%，具体可为0.1 %、0.2%、0.3%或0.4%。
[0021] 上述的制备方法中，步骤1)中，所述聚合反应的温度可为60~90°C，具体可为60~ 80°C、60°C、70°C、80°C或90°C，所述聚合反应的时间可为6~10小时，具体可为4小时或5小 时；
[0022] 步骤2)中，所述霍夫曼降解反应的时间可为5~10小时，如在15°C下反应5小时、在 5 °C~10 °C下反应8小时或6小时、在0 °C~5 °C下反应10小时。
[0023] 上述的制备方法中，步骤1)中，所述丙烯酰胺单体的用量可为单体总质量的25~ 75%，具体可为25~65%、40~75%、25%、40%、65%或75%，所述二烯丙基胺的用量可为 单体总质量的25~75%，具体可为24~74.5%、24%、34.5%、59%或74.5%，所述烯丙基缩 水甘油醚的用量为单体总质量的0.5~1.5%，具体可为0.5%、1%或1.5%;
[0024] 所述水的用量可为单体总质量的2~4倍，具体可为2倍、2.5倍、3.5倍或4倍；
[0025] 所述单体总质量为所述丙烯酰胺单体、所述二烯丙基胺和所述烯丙基缩水甘油醚 的总质量；
[0026] 步骤2)中，所述次氯酸钠的用量可为所述丙烯酰胺单体质量的80~100%，具体可 为80%、89%或100%，所述氢氧化钠的用量可为所述次氯酸钠质量用量的3~5倍，具体可 为3倍、4倍或5倍。
[0027]本发明还提供了一种整理剂，由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛辅捉剂 540
[0028] 交联剂 ]~3 冰醋酸 1~5
[0029] 水 62-93
[0030] 所述交联剂为水性异氰酸酯类交联剂。
[0031] 所述整理剂具体为下述1)-5)中任一种：
[0032] 1)由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛捕捉剂 5 交联剂 1
[0033] 冰醋酸 1 水 93
[0034] 2)由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛捕捉剂 20 交联剂 2
[0035] 冰醋酸 4 水 74
[0036] 3)由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛捕捉剂 25 交联剂 2
[0037] 冰醋酸 3 水 70
[0038] 4)由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛捕捉剂 25 交联剂 3
[0039] 冰醋酸 2 水 7Q
[0040] 5)由下述质量份数的组分组成： 所述甲醛捕捉剂 30 交联剂 3
[0041] 冰醋酸 5 水 .62.。
[0042]所述整理剂中，所述水性异氰酸酯类交联剂具体可为拜耳公司提供的Desmodur DN或Bayhydur 3100。
[0043] 制备所述整理剂时，将各组分进行混合即可。
[0044] 本发明还提供了一种除甲醛地毯的制备方法，包括如下步骤:在地毯上喷涂或涂 刷所述整理剂，经烘干即得。
[0045] 所述的制备方法中，所述整理剂的用量可为40~100g/m2,具体可为40~80g/m 2、40 ~70g/m2、40 ~60g/m2、60 ~100g/m2、70 ~100g/m2、80 ~100g/m2、40g/m2、60g/m2、70g/m2、 80g/m2 或 100g/m2;
[0046] 所述烘干的温度可为120~150°C，具体可为120~150°C、120~140°C、120~130 。(：、130~150。(：、130~140。(：、140~150。(：、120。(：、130。(：、140。(：或150。(：。
[0047] 所述地毯可由羊毛、丙纶、尼龙、麻或混纺材质等材质制成。
[0048] 由上述方法制备得到的除甲醛地毯也是本发明保护的范围。
[0049] 本发明提供的所述甲醛捕捉剂或所述整理剂可用于制备除甲醛地毯或清