一种净味除醛漆及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于除醛净化剂技术领域，尤其是涉及一种净味除醛漆及其制备方法与应用。


背景技术：

2.各种易挥发的醛类物质，尤其甲醛是危害室内空气污染的主要来源之一(huang hb,xu y,feng qy,et al.low temperature catalytic oxidation of volatile organic compounds:a review[j].catal.sci.technol.2015,5(5):2649-2669.)。它们容易从建筑和家具材料中释放出来且通常带有各种刺鼻难闻的味道，长期接触会对人类的健康造成严重影响，例如过敏反应，皮炎，鼻咽癌和白血病。2017年世界卫生组织国际癌症研究机构就已经将甲醛归为一类致癌物。鉴于它们对人体的危害，世界各国对室内甲醛浓度都有严格的规定。此外，甲醛的释放期可长达3-15年，因此，从室内空气中有效去除甲醛对改善室内空气质量和保证人体健康至关重要。
[0003]
目前，市面上主要的除醛方法，包括空气净化机，各种除醛漆或涂料，其核心都是采用各种吸附剂进行吸附为主，然而使用吸附剂进行吸附除甲醛存在吸附饱和与二次污染的问题，不能从根本上解决甲醛气体的污染(zhu x d,shen j,liu y.removal of formaldehyde and volatile organic compounds from particleboards by air-cleaning materials[j].advanced materials research,2010,113-116:1870-1873.)。因此开发一种不仅能除去空气中各种异味还能在室温下将甲醛转化为co2和h2o的除醛漆仍为具有挑战的难题之一。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种净味除醛漆及其制备方法与应用。
[0005]
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0006]
一种净味除醛漆的制备方法，其特征在于，包括如下步聚：
[0007]
(1)将壳聚糖溶于乙酸溶液中，加入由椰壳炭和硅藻土组成的混合物粉体并搅拌均匀，将所得混合物过滤后用去离子水洗涤所得固体，将所得固体烘干制得羧基化壳聚糖复合载体；
[0008]
(2)将步骤(1)中制得的羧基化壳聚糖复合载体加入到乙酸溶液中，然后加入铜盐溶液并搅拌均匀，持续搅拌，加入抗坏血酸溶液，用稀氨水调节溶液的ph值，将所得混合物进行水热反应，反应结束后收集所得固体，将所得固体洗涤后并干燥制得氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料；
[0009]
(3)将步骤(2)中制得的氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料加入到去离子水中，然后加入硝酸银溶液并进行微波反应，过滤后制得银-氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料；
[0010]
(4)将水性环氧树脂和三乙烯四胺加热反应，然后加入聚乙二醇二缩水甘油醚，并
继续加热反应，加入去离子水稀释制得水性环氧树脂固化剂；
[0011]
(5)将水性环氧树脂和步骤(4)中制得的相应固化剂充分混合，然后加入步骤(3)中制得的银-氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料并搅拌均匀即可制得所述净味除醛漆。
[0012]
优选地，步骤(1)中所述的壳聚糖、椰壳炭和硅藻土的质量比为4:1:1～5:1:1。
[0013]
优选地，步骤(2)中所述的水热反应温度为200～300℃，水热反应时间为1～2h。
[0014]
优选地，步骤(2)中所述的调节溶液的ph值为5.5～6.5。
[0015]
优选地，步骤(2)中所述的铜盐选自硝酸铜，氯化铜或者硫酸铜中的一种。
[0016]
优选地，步骤(3)中所述的微波反应温度为50～80℃，微波反应时间为0.5～1h。
[0017]
优选地，步骤(4)中所述的加热反应温度为40～80℃，加热反应时间为0.5～2h。
[0018]
前述净味除醛漆的制备方法制得的净味除醛漆，其中，银离子的质量含量为0.1～0.5％；氧化亚铜质量含量为1.0wt％～5.0％。
[0019]
前述净味除醛漆在降解甲醛中的应用。
[0020]
本发明的原理如下：
[0021]
空气中的各种污染物尤其是甲醛等有害气体会被吸附并经催化氧化分解为co2和h2o，以达到净化空气的目的。本发明充分利用银-氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料作为催化剂在室温及较低温度催化氧化甲醛，将使甲醛完全转化为co2和h2o，同时能在相对其他催化剂较低的温度(150-200℃)将甲苯完全转化成co2和h2o，避免了二次污染等缺点，提高净化效率。具体机理为：甲醛或甲苯气体吸附在金属原子银或者铜上，容易被周围的羟基可以活化，同时产生氧空穴，氧空穴进一步活化空气中的o2，同时吸附的反应物分子和活性氧在反应以形成co2和h2o。
[0022]
相对于现有的净味除醛漆方法，本发明的有益效果如下：
[0023]
1.本发明所提供的净味除醛漆在室温具有优异的净化空气功能，能将空气中的各种污染物尤其是甲醛完全转化为co2和h2o；
[0024]
2.本发明所提供的净味除醛漆能有效地降解和消除甲醛气体，防止二次污染。
具体实施方式
[0025]
下面进一步结合实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，示例中具体的质量、反应时间和温度、工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
[0026]
所用试剂如无特别指出均为商品化试剂，使用前均未进行进一步纯化。
[0027]
本发明实施例部分所使用紫外-可见吸收光谱仪为岛津uv2550。
[0028]
实施例1：
[0029]
净味除醛漆的制备步聚如下：
[0030]
(1)将1.5g壳聚糖溶于125ml的9％乙酸溶液，搅拌反应1h，加入由1.5g椰壳炭和1.5g硅藻土组成的混合物粉体，继续搅拌1h，过滤后将所得固体用去离子水洗涤至收集的洗脱液ph值接近7，将洗涤后的固体在110℃烘干制备得到羧基化壳聚糖复合载体；
[0031]
(2)将步骤(1)中制得的羧基化壳聚糖复合载体加入到20ml质量浓度为5％的乙酸溶液中，然后缓慢滴入8ml摩尔浓度为50mmol/l的铜盐溶液并搅拌均匀，持续搅拌，加入2ml
质量浓度为10％的抗坏血酸溶液，用稀氨水调节ph值至6.5后，将所得混合物在200℃水热反应2h，待冷却后将溶液离心，用25ml去离子水洗3次，25ml无水乙醇洗3次，冷冻干燥后收集所得固体制得氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料；
[0032]
(3))将步骤(2)中制得的氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料加入到50ml去离子水中，然后缓慢滴入4ml摩尔浓度为50mmol/l的硝酸银溶液并在200℃微波反应5min，过滤后制得银-氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料；
[0033]
(4)将5g水性环氧树脂e-51和5ml三乙烯四胺加入到带冷凝回流装置的四口烧瓶中加热至50℃反应45min，然后加入2.5g聚乙二醇二缩水甘油醚，升温至60℃继续反应2h，反应结束后加入20ml去离子水稀释制得水性环氧树脂固化剂，为淡黄色透明液体，固含量30％，活泼氢当量220；
[0034]
(5)将5g水性环氧树脂e-51和5g步骤(4)中制得的固化剂充分混合，然后加入步骤(3)中制得的银-氧化亚铜负载羧基化壳聚糖复合材料并搅拌均匀即可制得所述净味除醛漆。
[0035]
实施例2
[0036]
将实施例1中所制备的净味除醛漆制成涂层然后进行性能测试；其中，净味除醛涂层的制备按gb/t1727-1992中所提供的方法制备，具体步骤如下：将符合gb/t2520-2017规范的马口铁片剪裁制成尺寸为50mm
×
120mm
×
0.3mm的试板，按照gb9271-1988中对试板的规定对试板进行清洁工作。将净味除醛漆用刮涂器在马口铁试板上，最后在温度23℃和相对湿度50％的条件下静置固化2天后测试其在实际环境中的净化甲醛效果：
[0037]
将涂有净味除醛漆的马口铁试板置于室温为20
±
2℃，相对湿度为80％，低甲醛浓度2
±
0.5mg/m3模拟舱(30cm
×
28cm
×
33cm)中进行净化测试。将玻璃表面皿放入模拟舱的底部，密闭试验舱，然后用微量注射器取3μl分析纯甲醛溶液，通过注射孔滴在玻璃平皿内，密闭注射孔并打开舱内风扇。密闭1h后采集舱内气体测试其浓度，此浓度为初始浓度。随后将涂有净味除醛漆的马口铁试板放入模拟舱中进行甲醛净化，每10min采集舱内气体并测试其甲醛浓度。
[0038]
净味除醛漆降解甲醛的结果见图1，结果表明：本发明所提供的净味除醛漆在实际低浓度甲醛中，能很快的净化甲醛，在初始浓度为2.14mg/m3模拟舱中，只需要90min就能快速将甲醛净化低于0.08mg/m3，即国家标准。
[0039]
实施例3
[0040]
将实施例1中所制备的净味除醛漆制成涂层然后进行性能测试；其中，净味除醛涂层的制备按gb/t1727-1992中所提供的方法制备，具体步骤如下：将符合gb/t2520-2017规范的马口铁片剪裁制成尺寸为50mm
×
120mm
×
0.3mm的试板，按照gb9271-1988中对试板的规定对试板进行清洁工作。将净味除醛漆用刮涂器在马口铁试板上，最后在温度23℃和相对湿度50％的条件下静置固化2天后测试其在实际环境中的净化甲醛效果：
[0041]
将涂有净味除醛漆的马口铁试板置于室温为20
±
2℃，相对湿度为80％，低甲苯浓度2
±
0.5mg/m3模拟舱(30cm
×
28cm
×
33cm)中进行净化测试。将玻璃表面皿放入模拟舱的底部，密闭试验舱，然后用微量注射器取3μl分析纯甲苯溶液，通过注射孔滴在玻璃平皿内，密闭注射孔并打开舱内风扇。密闭1h后采集舱内气体测试其浓度，此浓度为初始浓度。随后将涂有净味除醛漆的马口铁试板置于模拟舱中，将模拟舱中的温度设置为170℃，每10min
采集舱内气体并测试其浓度。
[0042]
涂有净味除醛漆的马口铁试板评价结果见图2，结果表明：本发明所提供的净味除醛漆在实际低浓度甲苯中，能很快的净化甲苯，在初始浓度为2.35mg/m3模拟舱中，只需要60min就能快速将甲苯净化低于0.20mg/m3，即国家标准。