专利名称：改性膨润土环保除醛剂制备方法和使用方法
技术领域：
本发明涉及去除脲醛胶中游离甲醛的除醛剂，具体是一种改性膨润土环保除醛剂制备方法和使用方法。
背景技术：
脲醛胶是一种成本低廉、应用广泛的胶粘剂，主要用于生产人造板材。但现有脲醛胶普遍存在游离甲醛含量较高的弱点，高游离甲醛含量的脲醛胶是室内污染的主要污染源。目前，消除甲醛方法有两种形式，一是化学消除法，另一种是物理消除法。化学消除法即采用各种甲醛捕捉剂，破坏甲醛、苯等有害气体的分子结构，进而将其逐步清除，最终达到除醛的目的。如Fenton氧化法、光催化氧化法等，这些方法存在二次污染、光催化剂成本昂贵或操作费用高等问题。物理消除法则是采用活性炭碳或其他具有较大比表面积的材料吸附空气中或悬浮液中游离甲醛，从而达到除醛目的。相比之下物理消除法具有操作简单、成本低廉、无毒环保、安全性高等优点。膨润土具有吸水膨胀性、分散性、粘结性、可塑性、胶体性、流变性、触变性、盐基交换性(阳离子交换性)、吸附性、耐火性、润滑性等丰富的物理特性。但天然膨润土一般以钙基膨润土为主，物化性质不是很理想，应用于脲醛中游离甲醛的去除，还不能达到令人满意的效果，因此需要深加工才能得到进一步改善，以便更广泛的应用于除醛领域。
发明内容
本发明目的在于提供一种改性膨润土环保除醛剂制备方法和使用方法，在脲醛胶中加入本产品后不改变脲醛胶使用性能，除去原胶中游离甲醛的同时，达到提高原胶稳定性及粘结强度，并降低成本的作用。本发明采用的技术方案是
一种改性膨润土环保除醛剂制备方法，它按下述步骤进行
a.原料钠化按钙质膨润土碳酸钠=100 2-3. 5的重量份数比，分别称取钙质膨润土和碳酸钠，将钙质膨润土粉碎后过200目筛，然后加入碳酸钠混匀，将混合料平铺于干燥处，在混合料表面喷洒占钙质膨润土重量10%的水分，并充分混匀，在密封罐内密封24h进行钠化反应，之后自然风干；
b.机械搅拌按重量份数计，称取钠化后的原料100份，加入O.5-2. 5份的羟乙基纤维素、1. 5-2. 5份的氯化铵及2. 5-5份的亚硝酸钠，在高效粉碎装置中机械搅拌3h得到粉体；
c.过筛将步骤b所得粉体过300目筛即为改性膨润土环保除醛剂粉剂。更进一步，步骤b中，还加入2-4份焦磷酸钠；步骤b所得粉体冷却后，加入1-3份NH4HCO3，低速搅拌 30min。—种上述改性膨润土环保除醛剂使用方法，它按下述方法进行
按重量份数计，称取10份改性膨润土环保除醛剂粉剂，加入10份自来水，高速搅拌40分钟，再称取其悬浮液10份，加入90份脲醛胶中，加热升温至50°C，充分搅拌30分钟，放置24h以上，脲醛胶中甲醛即可被充分吸附。本发明中改性膨润土对甲醛具有较好吸附效果，且不影响其性能，原因如下
脲醛胶的主要成分为脲醛树脂或UF树脂，生产中主要通过脲素与甲醛的加成反应和
缩聚反应来合成UF树脂。在加热或酸性条件下形成的初期树脂，可以继 续发生羟甲基相互之间或与另一胺基上的氢进一步的缩合反应，形成交联度高的树脂。同时由于在键内或键间形成部分醚键或次甲基键会释放出甲醛或水。因此，脲醛胶中不可避免地存在有甲醛。膨润土的主要成分为蒙脱石，它主要由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成2 I型层状结构，其组成结构式为(Na，Ca)Q.33(Al，Mg) Si4O10(OH) · ηΗ20。在四面体和八面体中，高价阳离子可被其它低价阳离子置换。如硅氧四面体中的Si4+可被Al3+、Fe3+等置换，铝氧八面体中的Al3+可被Mg2+置换，这种置换使得蒙脱石结构中产生了永久性负电荷，因此膨润土具有良好的阳离子交换性。另外，膨润土较大的比表面积使得它具有巨大的吸附能力，通过活化改性，可显著提高其对各种污染物的吸附净化能力。在对脲醛胶中游离甲醛进行吸附时，膨润土必须具有良好的分散性，以增大粘土粒子比表面积，从而充分发挥膨润土的吸附能力。当与水形成悬浮液时，膨润土粒子会形成胶体，其胶团结构可表示为
I [胶核]电位离子吸附黑反离子}扩散层反离子
-
胶体粒子(带电〕
胶团C电中性)"
在外电场的作用下，粘土颗粒与一部分吸附牢固的反离子一起移动，这部分反离子构成吸附层；而另一部分反离子离固相表面较远，吸引力较小，在电场中则会向另一方向移动，这些反离子属于扩散层。吸附层与扩散层相对移动时滑动面上的电位称为动电位或ξ电位。天然膨润土大多为ζ电位比较小的钙基膨润土，将钙基膨润土与Na+进行离子交换后可变为Na基膨润土，Na+与胶核的吸附力小，从而使其ζ电位升高，粒子间排斥力大；又因为Na+的结合水量> Ca2+的结合水量，所以Na-粘土的粘土颗粒包裹的水膜较厚，从而有利于粒子间的相互滑动，因此，钠化后膨润土在脲醛胶中分散性能得以提高，除醛能力相应增强。膨润土钠化反应式如下
Na
Ca-粘土卞Na2CO3 — Χ 粘土CaCOj I Na /
在脲醛胶悬浮液中膨润土粒子晶胞中存在的多余负电荷，使得层间显示负电性，而端面由于断键原因显示正电性。当PH〈7时，膨润土在水中分散后会形成三维立体卡屋式结构。这种结构使得改性膨润土在脲醛胶中分散效果差，会造成粘土沉降，从而丧失除醛效果。而当脲醛胶中pH>7时，这种卡屋式结构会被拆散，从而使膨润土粒子获得较好的分散性。改性膨润土中的氯化铵、亚硝酸钠、NH4HCO3及焦磷酸钠等电解质水解后，脲醛胶中的会存在Cl-、NH4\ HC03_和P2074_等离子。其中NH4+、Cl_可有效提高脲醛胶的固化性能，是脲醛胶的固化剂，它们的存在对于保持脲醛胶的性能有着重要作用；N02_、HCO3-和P2074_为弱酸根离子它们水解后都会产生0H_，使脲醛胶的pH>7。此时，脲醛胶中膨润土粒子的分散性较好，利于除醛操作。作为无机盐类分散剂N02_、HC03_和P2074_各具优点。而在共同使用时，它们之间不会发生化学反应而使彼此失效，为适应不同类型的脲醛胶产品，将其共同使用，可获得较好的除醛效果。羟乙基纤维素(HEC)是一种非离子型可溶纤维素醚类，具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等特性。在脲醛胶中其亲水端会与膨润土胶粒表面结合，在胶团表面形成一层保护膜，依靠其分子长链的空间位阻作用，各胶团粒子斥力增大，从而增加了脲醛胶的稳定性；此外，在脲醛胶中加入改性膨润土并于50 V搅拌时，部分HEC分子可插入膨润土分子层间，增大了膨润土分子层间距，使得改性后膨润土对甲醒吸附能力大大提闻。综上所述，本发明与现有技术相比，对甲醛吸附效率高，且甲醛释放率极低。改性膨润土中的各添加成分彼此间不发生化学反应，能够相互促进、共同作用，并能适用于各种类型的脲醛胶产品，使得本发明应用范围更加广阔。本发明具有工艺简单、易操作、生产过程无“三废”排放、生产成本低等优点。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容。因此，所举实施例并不限制本发明的保护范围。本实施例所述的改性膨润土环保除醛剂制备方法，按下述步骤进行
a.原料钠化按钙质膨润土 碳酸钠=100 3的重量份数比，分别称取钙质膨润土和碳酸钠，将钙质膨润土粉碎后过200目筛，然后加入碳酸钠混匀，将混合料平铺于干燥处，在混合料表面喷洒占钙质膨润土重量10%的水分，并充分混匀，在密封罐内密封24h进行钠化反应，之后自然风干。b.机械搅拌按重量份数计，称取钠化后的原料100份，加入1. 5份的羟乙基纤维素、2份的氯化铵、4份的亚硝酸钠、3份焦磷酸钠，在高效粉碎装置中机械搅拌3h。c.缓冲性能改进待步骤b所得粉体冷却后，加入2份NH4HCO3,低速搅拌30min。d.过筛将步骤c所得产品过300目筛即为改性膨润土环保除醛剂粉剂。本实施例所述的改性膨润土环保除醛剂使用方法，按下述方法进行
按重量份数计，称取10份改性膨润土环保除醛剂粉剂，加入10份自来水，高速搅拌40分钟，再称取其悬浮液10份，加入90份脲醛胶中，加热升温至50°C，充分搅拌30分钟，放置24h以上，脲醛胶中甲醛即可被充分吸附。除醛测试检测结果
将本发明除醛剂按使用方法对脲醛胶进行除醛，按GB18583-2008《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》乙酰丙酮分光光度法进行游离甲醛含量的测定，检测结果如下表I所示
表I
权利要求
1.一种改性膨润土环保除醛剂制备方法，其特征在于，它按下述步骤进行a.原料钠化按钙质膨润土碳酸钠=100 2-3. 5的重量份数比，分别称取钙质膨润土和碳酸钠，将钙质膨润土粉碎后过200目筛，然后加入碳酸钠混匀，将混合料平铺于干燥处，在混合料表面喷洒占钙质膨润土重量10%的水分，并充分混匀，在密封罐内密封24h进行钠化反应，之后自然风干；b.机械搅拌按重量份数计，称取钠化后的原料100份，加入O.5-2. 5份的羟乙基纤维素、1. 5-2. 5份的氯化铵及2. 5-5份的亚硝酸钠，在高效粉碎装置中机械搅拌3h得到粉体；c.过筛将步骤b所得粉体过300目筛即为改性膨润土环保除醛剂粉剂。
2.如权利要求1所述的改性膨润土环保除醛剂制备方法，其特征在于，步骤b中，还加入2-4份焦磷酸钠。
3.如权利要求1或2所述的改性膨润土环保除醛剂制备方法，其特征在于，步骤b所得粉体冷却后，加入1-3份NH4HCO3,低速搅拌30min。
4.一种如权利要求1所述改性膨润土环保除醛剂使用方法，其特征在于，它按下述方法进行按重量份数计，称取10份改性膨润土环保除醛剂粉剂，加入10份自来水，高速搅拌40 分钟，再称取其悬浮液10份，加入90份脲醛胶中，加热升温至50°C，充分搅拌30分钟，放置 24h以上，脲醛胶中甲醛即可被充分吸附。
全文摘要
本发明涉及一种去除脲醛胶中游离甲醛的改性膨润土环保除醛剂，其制备方法按重量份数计，钙质膨润土100粉碎过200目筛后加入2-3.5份碳酸钠混匀，再喷洒占钙质膨润土重量10%的水充分混匀，密封24h钠化反应后自然风干；取钠化后原料100份，加入0.5-2.5份羟乙基纤维素、1.5-2.5份氯化铵、2.5-5份亚硝酸钠，粉碎搅拌3h得粉体，过300目筛即为除醛粉剂。使用方法按重量份数计，10份除醛剂加入10份水，高速搅拌40分钟，取其悬浮液10份，加入90份脲醛胶中，升温至50℃，充分搅拌30分钟，放置24h以上，脲醛胶中甲醛即可被充分吸附。本发明对甲醛具有较好吸附效果，且不影响脲醛胶性能。
文档编号C09J161/24GK103007898SQ20121059204
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者吕新民, 杜蛟 申请人:吕新民