本发明涉及空气净化
技术领域：
，更具体地，涉及一种水性除醛封闭剂及其制备方法。
背景技术：
：室内装饰装修材料会持续释放甲醛，造成室内空气污染。长期暴露于甲醛含量超标的空气环境下，会导致眼睛和呼吸道的炎症，慢性过敏性皮炎、色斑，更严重的是，甲醛作为已经明确的一类致癌物，其对室内空气的污染与当今快速增长的癌症、白血病等严重疾病的患病率密切相关。为了有效净化室内空气，甲醛净化清漆的研制受到了广大学者和研发机构的高度重视。目前市场上的常规甲醛净化涂料，其净化机理为物理吸附为主，配合清漆成分中的某些功能性基团，可以额外起到一定的化学净化甲醛的效果。然而，装饰材料的甲醛释放周期可以长到5～10年，持续的甲醛释放会令净化清漆的物理吸附能力很快达到饱和，并且，具有除醛作用的反应性基团也会最终消耗殆尽，最终，涂层的净化能力完全消失。鉴于此，净化涂料除了需要在“净化”能力上具备消灭游离态甲醛的作用外，还应着重考虑抑制甲醛的持续释放，即对污染源进行“封闭”，从源头切断甲醛的释放。封闭剂需要在保证良好的成膜能力的基础上，兼顾交联密度、单体分子量、单体种类、功能性官能团选择等一系列因素，以确保漆膜在硬度、流平性、粘接强度等参数上取得平衡，更重要的是，对甲醛分子起到屏蔽拦截作用。目前，市场上的除醛净化类涂料，功能性比较单一，未见兼具除醛和封闭双重功能的水性清漆的报道。因此，具备除醛和封闭双功能的功能性涂料，尤其是水性涂料，具有广阔的市场潜力和商业价值。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有水性清漆不能兼具除醛和封闭双重功能的缺陷，为了实现该目的，本发明第一方面提供了一种水性除醛封闭剂，所述水性除醛封闭剂包括钛酸四丁酯、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、二酯类单体、甲苯、水和辅助成分，所述钛酸四丁酯、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、二酯类单体、甲苯、水和辅助成分的重量比为1：(0.5～1.5)：(20～45)：(1.5～6)：(0.5～2)：(5～25)：(2.5～10)：(7.5～30)：(1.5～12)。本发明提供的水性除醛封闭剂能同时抑制家装材料甲醛释放和分解空气中游离甲醛。水性除醛封闭剂中的小分子可以通过酯化聚合反应生成致密的亚光透明涂层，结合分子结构中强极性酯键对游离甲醛分子的静电吸附，形成对甲醛单体的有效拦截。在拦截甲醛释放的同时，水性除醛封闭剂中活性基团与甲醛反应，进一步捕捉溢出的游离甲醛分子，达到封闭和净化双重效果。本发明的水性除醛封闭剂形成的漆膜外观为透明哑光，可直接于装饰材料表面施工，不影响其外观，具有非常广泛的应用情景和巨大的商业价值。本发明第二方面提供了如上所述的水性除醛封闭剂的制备方法，所述制备方法包括步骤：s1.取间苯二甲酸、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇和甲苯混合并加热融化，搅拌，升温至190～210℃，用中和剂调节酸值在50～70mgkoh/g，反应3～7h后得到中间产物a；s2.混合二酯类单体、小分子脂肪族二醇和钛酸四丁酯，在氮气保护下升温至140～160℃反应6～10h得到中间产物b；s3.将所述中间产物a、中间产物b、偏苯三酸酐和甲苯混合，在氮气保护下升温至150～165℃反应1～3h，升温至200～220℃反应0.5～2h，降温至60～75℃，加入中和剂、纯净水和消泡剂混合并以2000～3000r/min的转速分散，制备得到水性除醛封闭剂。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明第一方面提供了一种水性除醛封闭剂，所述水性除醛封闭剂包括钛酸四丁酯、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、二酯类单体、甲苯、水和辅助成分，所述钛酸四丁酯、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、二酯类单体、甲苯、水和辅助成分的重量比为1：(0.5～1.5)：(20～45)：(1.5～6)：(0.5～2)：(5～25)：(2.5～10)：(7.5～30)：(1.5～12)。本发明提供的水性除醛封闭剂能同时抑制家装材料甲醛释放和分解空气中游离甲醛。水性除醛封闭剂中的小分子可以通过酯化聚合反应生成致密的亚光透明涂层，结合分子结构中强极性酯键对游离甲醛分子的静电吸附，形成对甲醛单体的有效拦截。在拦截甲醛释放的同时，水性除醛封闭剂中活性基团与甲醛反应，进一步捕捉溢出的游离甲醛分子，达到封闭和净化双重效果。本发明的水性除醛封闭剂形成的漆膜外观为透明哑光，可直接于装饰材料表面施工，不影响其外观，具有非常广泛的应用情景和巨大的商业价值。优选地，所述辅助成分包括消泡剂和/或中和剂，所述钛酸四丁酯、消泡剂和中和剂的重量比为1：(0.05～0.2)：(1.5～10)。优选地，所述消泡剂为非硅消泡剂；所述中和剂选自n-n二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一种。优选地，所述二酯类单体选自乙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯和己二酸二丙酯中的一种或多种；所述小分子脂肪族二醇为主链有2～6个碳原子的二元醇。优选地，所述小分子脂肪族二醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇和1,2-丙二醇中的一种或多种。本发明第二方面提供了如上所述的水性除醛封闭剂的制备方法，所述制备方法包括步骤：s1.取间苯二甲酸、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇和甲苯混合并加热融化，搅拌，升温至190～210℃，用中和剂调节酸值在50～70mgkoh/g，反应3～7h后得到中间产物a；s2.混合二酯类单体、小分子脂肪族二醇和钛酸四丁酯，在氮气保护下升温至140～160℃反应6～10h得到中间产物b；s3.将所述中间产物a、中间产物b、偏苯三酸酐和甲苯混合，在氮气保护下升温至150～165℃反应1～3h，升温至200～220℃反应0.5～2h，降温至60～75℃，加入中和剂、纯净水和消泡剂混合并以2000～3000r/min的转速分散，制备得到水性除醛封闭剂。优选地，步骤s1中，所述间苯二甲酸、三羟甲基丙烷、小分子脂肪族二醇和甲苯的重量比为1：(0.08～1)：(1.25～28)：(0.4～7)；步骤s2中，所述钛酸四丁酯、二酯类单体和小分子脂肪族二醇的重量比为1：(5～25)：(7.5～40)；步骤s3中，所述中间产物a、中间产物b和甲苯的重量比为1：(1.5～2)：(5～10)。优选地，所述消泡剂为非硅消泡剂；所述中和剂选自n-n二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的一种或多种。优选地，所述小分子脂肪族二醇为主链有2～6个碳原子的二元醇；所述二酯类单体选自乙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、邻苯二甲酸二乙酯和己二酸二丙酯中的一种或多种。优选地，所述小分子脂肪族二醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇和1,2-丙二醇中的一种或多种。下面通过实施例进一步详细说明本发明。实施例1步骤1：在装有回流装置，加热装置和搅拌装置、分水器的反应器中加入35g间苯二甲酸、10g三羟甲基丙烷、280g一缩二乙二醇及50g甲苯，升温至140℃；物料融化后开始搅拌，当分水器中有水生成时，升温至200℃，用n-n二甲基乙醇胺调节酸值至60mgkoh/g，及时排除分水器中的水，反应5小时，得到中间产物a。步骤2：在装有搅拌及冷凝分流装置中，将250g乙二酸二乙酯与360g一缩二乙二醇混合，加入15g钛酸四丁酯，在氮气保护下，升温至150℃，馏头温度控制在55℃以内，反应8小时，得到中间产物b。步骤3：混合10g偏苯三酸酐、中间产物a、中间产物b和50g甲苯，在氮气保护下升温至155～160℃，保温2小时。继续升温至210℃，进行酯化所聚反应，保温1小时。当酸值≤10mgkoh/g时，即为反应终点。降温至70℃，加入7.5g三乙烯四胺进行中和，缓慢加入150g纯水、1g非硅消泡剂，用高速分散机进行分散，转速控制在2000r～3000r/min，30分钟后停止，得到本实施例的水性除醛封闭剂。实施例2步骤1：在装有回流装置，加热装置和搅拌装置、分水器的反应器中加入57g间苯二甲酸、10g三羟甲基丙烷、342g1,4丁二醇及75g甲苯，升温至140℃；物料融化后开始搅拌，当分水器中有水生成时，升温至200℃，用二乙烯三胺调节酸值至60mgkoh/g，及时排除分水器中的水，反应5小时，得到中间产物a。步骤2：在装有搅拌及冷凝分流装置中，将250g己二酸二丙酯与196g1,4-丁二醇混合，加入20g钛酸四丁酯，在氮气保护下，升温至150℃，馏头温度控制在55℃以内，反应8小时，得到中间产物b。步骤3：混合15g偏苯三酸酐、中间产物a、中间产物b和65g甲苯，在氮气保护下升温至155～160℃，保温2小时。继续升温至210℃，进行酯化所聚反应，保温1小时。当酸值≤10mgkoh/g时，即为反应终点。降温至70℃，加入51g三乙胺进行中和，缓慢加入200g纯水、1g非硅消泡剂，用高速分散机进行分散，转速控制在2000r～3000r/min，30分钟后停止，得到本实施例的水性除醛封闭剂。测试实施例1本测试实施例用于测定实施例1～2中制备得到的水性除醛封闭剂对于甲醛释放源的封闭和吸收效果。测定方法包括取3块表面积0.2m2的市售胶合板，其中1号板和2号板的表面分别涂刷实施例1或2中制备得到的水性除醛封闭剂，3号板不刷漆作为对照，常温下干燥2h。将1～3号板置于3m3封闭试验箱中，检测甲醛释放水平。具体结果如表1所示。表11号板2号板3号板0min甲醛浓度(mg/m3)00050min甲醛浓度(mg/m3)0.210.250.6100min甲醛浓度(mg/m3)0.190.220.6150min甲醛浓度(mg/m3)0.160.170.6200min甲醛浓度(mg/m3)0.140.160.6250min甲醛浓度(mg/m3)0.110.120.6测试实施例2本测试实施例用于测定实施例1～2中制备得到的水性除醛封闭剂对于甲醛释放源的吸收效果。测定方法包括将取3块表面积1m2的亚克力板，其中1号板和2号板的表面分别涂刷实施例1或2中制备得到的水性除醛封闭剂，3号板不刷漆作为对照。将1～3号亚克力板置于封闭的3m3试验箱中，试验箱中放置一小型风扇，保证试验箱内空气流通，试验箱中放置一加热板，其上滴加1g37％的甲醛溶液，测定试验箱内甲醛含量。具体结果如表2所示。表21号板2号板3号板0min甲醛浓度(mg/m3)00050min甲醛浓度(mg/m3)0.420.440.6100min甲醛浓度(mg/m3)0.390.380.6150min甲醛浓度(mg/m3)0.320.310.6200min甲醛浓度(mg/m3)0.250.220.6250min甲醛浓度(mg/m3)0.150.130.6经表1和表2中实施例1～2制备得到的水性漆与对比例的比较可以看出，本发明提供的水性除醛封闭剂能同时抑制家装材料甲醛释放和分解空气中游离甲醛。本发明的水性除醛封闭剂中的小分子可以通过酯化聚合反应生成致密的亚光透明涂层，结合分子结构中强极性酯键对游离甲醛分子的静电吸附，形成对甲醛单体的有效拦截。在拦截甲醛释放的同时，本发明的水性除醛封闭剂中活性基团与甲醛反应，进一步捕捉溢出的游离甲醛分子，达到封闭和净化双重效果。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12