CN116196742A - 除醛组合物及经其处理的过滤器元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及除醛组合物及经其处理的过滤器元件,具体地涉及一种组合物,其包含如下组分:至少一种式(I)化合物,其中R1、R2和R3各自独立地选自‑H、‑CH3或‑(CH2)mOH,其中m为选自0至10、优选1至7、更优选1至5、最优选1至3的整数,并且R1、R2和R3中的至少一个为‑(CH2)mOH;至少一种聚季铵盐;以及水。该除醛组合物配方简单,易于配制,而且除醛效果优异。
Description
技术领域
本公开涉及日用化工领域。具体地,本公开涉及除醛组合物以及经该组合物处理的过滤器元件。
背景技术
随着中国经济的飞速发展,人们越来越关注生活的品质和质量。尽管近年来中国开始重视环境治理,但空气污染问题仍时有发生,因此空气质量和空气净化成为被广泛关注的问题。
例如,在进行室内装修时,不可避免地使用带有粘合剂材料的家具或者电器。在装修完成后,随着室内通风条件的下降,醛类物质会弥散于室内的空气中。
又如,近年来汽车内部的空气质量越来越受到关注。在一些空气质量较差的城市,驾驶员在开车时须经常关闭车窗,这使得他们更加在意车内的空气质量。
近日,有研究机构针对车主的痛苦进行了一项调查,一份众多驾驶人员参与的报告显示,乘用车空气质量不容乐观。在参与评价的51辆汽车中,有36辆汽车VOC浓度高于参考值,占评价车辆总数的71%。
当空气中的醛类物质如甲醛达到一定的浓度时,人体就会出现不舒服的症状,如喉咙不适、皮炎、呼吸困难,甚至肺水肿、过敏性休克和肝功能衰竭。醛类物质也会引起急性中毒。过量吸入会导致死亡。醛类物质会引起白血病,主要机理是导致人类基因突变、人体造血功能受损。因此,醛类物质具有很强的致癌作用。
业界已有一些关于空气净化的研究。
例如,CN101765455A公开了一种含有甲醛脱氢酶的空气净化过滤器及其制备方法。所述方法包括将甲醛脱氢酶涂覆到载体上以将所述甲醛脱氢酶固定于其上。作为替代方案,所述方法包括用涂覆溶液涂覆载体和干燥所述载体,其中所述涂覆溶液包含:选自锌、金、银、铜、铂及其组合的金属;甲醛脱氢酶;多酚类化合物;选自硅改性丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂和硅树脂的粘合剂;以及水或醇。
CN109893991A公开了一种除甲醛材料及其制备方法和用途。该除甲醛材料包括以下重量分数的原料组分:10-60份的植物多酚、10-60份的氧化铝和10-80份的硅酸盐矿物。
CN112535905A公开了一种具抗菌、防虫、除甲醛功能的空气过滤网膜及其制作方法,所述方法包括:制备0.5-1%除虫菊酯、1-3%分散剂、0.5-2%二氧化钛光触媒水溶胶、0.1-3%增稠剂和1-5%竹炭颗粒的功能性纳米微乳液;使用所述功能性纳米微乳液对空气过滤网膜基材进行负载涂层处理。
本领域仍需组成简单、便于制备、除醛效率高的产品。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题的一个或多个。
本发明的一个方面提供了一种除醛组合物。经该组合物处理的过滤器元件可以使来自空调的醛大幅降低从而提高室内或车内空气质量,减少来自醛类物质(如甲醛、乙醛、丙醛等)的健康威胁。
在本公开内容的第一方面中,提供了一种组合物,其包含如下组分:
至少一种式(I)化合物:
其中R1、R2和R3各自独立地选自-H、-CH3或-(CH2)mOH,其中m为选自0至10、优选1至7、更优选1至5、最优选1至3的整数,并且R1、R2和R3中的至少一个为-(CH2)mOH;
至少一种聚季铵盐;以及
水。
在本公开内容的第二方面中,提供了一种过滤器元件,其具有多孔结构的衬底,该多孔结构的衬底经上述第一方面的组合物进行处理,其中式(I)化合物与聚季铵盐在所述多孔结构的衬底上的总负载量为0.1至25g/m2,优选0.5至4g/m2,更优选1至3g/m2,甚至更优选1.5至2.5g/m2,最优选2g/m2。
在本公开内容的第三方面中,提供了一种制造上述第二方面的过滤器元件的方法,其包括通过涂覆、喷雾或浸泡将上述第一方面的组合物负载于过滤器元件的多孔结构的衬底上,然后将多孔结构的衬底烘干以去除水分。
在本公开内容的第四方面中,提供了一种空调,其包含上述第二方面的过滤器元件。
本申请提供的除醛组合物配方简单,易于配制,而且除醛效果优异。
具体实施方式
在以下的说明中,包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而,在阅读本发明说明书后,相关领域的技术人员会认识到,不采用一个或多个这些具体的细节,而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。
除非本申请中另外要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包括”和“包含”应解释为开放式的、含括式的意义,即“包括但不限于”。希望指出的是,在本公开的部分技术方案采用“包括XX组分”或者“包含XX组分”的基础上,在可选的另外实施方案中,该技术方案(组合物)也可以仅由这些组分组成。此外,组合物中各组分的含量之和可以为100%。
在整个本说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此,在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外,本公开的具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
应当理解,术语“或”通常以其包括“和/或”的含义而使用,除非文中另外明确地规定。
在本公开内容的第一方面中,提供了一种组合物,其包含如下组分:
至少一种式(I)化合物:
其中R1、R2和R3各自独立地选自-H、-CH3或-(CH2)mOH,其中m为选自0至10的整数,并且R1、R2和R3中的至少一个为-(CH2)mOH;
至少一种聚季铵盐;以及
水。
在某些具体的实施方案中,m为选自1至7的整数。在某些更具体的实施方案中,m为选自1至5的整数。在某些更具体的实施方案中,m为选自1至3的整数。
在某些具体的实施方案中,R1、R2和R3中的一个为-(CH2)mOH。在某些具体的实施方案中,R1、R2和R3中的两个为-(CH2)mOH。在某些具体的实施方案中,R1、R2和R3中的三个均为-(CH2)mOH。
式(I)的氨基醇化合物(如氨基丁三醇)在本申请中的作用是与醛发生反应,从而使得醛不以游离形式存在并挥发于空气中。
不旨在受理论的限制,据信本申请的氨基醇化合物除醛机理为与醛发生如下化学反应:
在某些具体的实施方案中,式(I)化合物选自氨基丁三醇、丝氨醇、4-氨基-4-(3-羟丙基)-1,7-庚二醇及其混合物。
可用于本申请中的上述氨基醇的结构式如下表1所示。
表1可用于本申请中的示例性氨基醇的名称及结构式
在某些具体的实施方案中,可用于本申请中的聚季铵盐选自:
聚季铵盐-6;和
聚季铵盐-7;
其中n和n’各自独立地为单元重复数。
上述聚季铵盐的特征如下表2所示。
表2可用于本申请的示例性聚季铵盐的特征
聚季铵盐化合物(如聚季铵盐-6和聚季铵盐-7)在本申请的组合物中的作用是促进氨基醇在过滤器元件的多孔结构的衬底上形成涂层。
在某些具体的实施方案中,以除醛组合物的总质量计满足以下百分比的一种或更多种:式(I)化合物的含量为0.1%至20%,聚季铵盐的含量为0.1%至3%,余量为水。
在某些更具体的实施方案中,式(1)化合物的含量为0.5%至15%。在某些更具体的实施方案中,式(I)化合物的含量为1%至10%。
在具体的实施方案中,式(I)化合物的含量可以为除醛组合物总质量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。
在某些更具体的实施方案中,聚季铵盐的含量为0.1%至2%。在某些更具体的实施方案中,聚季铵盐的含量为0.1%至1%。
在具体的实施方案中,聚季铵盐的含量可以为除醛组合物总质量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%或3.0%。
在某些具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为15∶1至6∶1。在某些更具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为12∶1至6.5∶1。在某些更具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为11∶1至7.5∶1。在最具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为10∶1。
在具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐的质量比可以为15∶1至6∶1、14∶1至6∶1、13∶1至6∶1、12∶1至6∶1、11∶1至6∶1、10∶1至6∶1、10∶1至7∶1、10∶1至8∶1或10∶1至9∶1。
在本公开内容的第二方面中,提供了过滤器元件,其具有多孔结构的衬底,所述多孔结构的衬底经上述第一方面的组合物进行处理,其中式(I)化合物与聚季铵盐在多孔结构的衬底上的总负载量为至少0.1g/m2,如0.1至25g/m2。在某些实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐在多孔结构的衬底上的总负载量为0.5至4g/m2。在某些实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐在多孔结构的衬底上的总负载量为1至3g/m2。在某些更具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐在多孔结构的衬底上的总负载量为1.5至2.5g/m2。在某些更具体的实施方案中,式(I)化合物与聚季铵盐在多孔结构的衬底上的总负载量为2g/m2。
在某些具体的实施方案中,多孔结构的衬底上式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为15∶1至6∶1。在某些更具体的实施方案中,多孔结构的衬底上式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为12∶1至6.5∶1。在某些更具体的实施方案中,多孔结构的衬底上式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为11∶1至7.5∶1。在某些更具体的实施方案中,多孔结构的衬底上式(I)化合物与聚季铵盐的质量比为10∶1。
在某些具体的实施方案中,多孔结构的衬底选自金属多孔衬底、陶瓷多孔衬底、塑料多孔衬底和织物多孔衬底。
在某些更具体的实施方案中,多孔结构的衬底为无纺布。
在本公开内容的第三方面中,提供了一种制造上述第二方面的过滤器元件的方法,其包括通过涂覆、喷雾或浸泡将上述第一方面的组合物负载于过滤器元件的多孔结构的衬底上,然后将多孔结构的衬底烘干以去除水分。
在本公开内容的第四方面中,提供了一种空调,其包含上述第二方面的过滤器元件。
实施例
下面用实施例来进一步说明本公开。应理解,这些实施例仅用于说明本公开的基本原理、主要特征和优点,而非对本公开做进一步的限定。
实施例中各种试剂和仪器的来源如未加说明,均为可商购的产品,也可使用本领域已知的方法合成。
除非特别说明,否则本申请中提及的百分比均为质量百分比。
样品制备
按下表3所示的比例称取氨基丁三醇(上海崇耀化工公司生产的FA-43)和聚季铵盐(上海嘉荣有限公司),加入含450mL去离子水的烧杯中,室温下用搅拌器(德国IKAP4)搅拌1分钟,桨速为400转/分,制得澄清溶液。
表3样品配方
聚季铵盐-6(%) | 聚季铵盐-7(%) | 氨基丁三醇(%) | 水(%) | |
实施例1 | 3 | 0 | 20 | 余量 |
实施例2 | 2 | 0 | 15 | 余量 |
实施例3 | 1 | 0 | 10 | 余量 |
实施例4 | 0 | 0.5 | 5 | 余量 |
实施例5 | 0 | 0.1 | 1 | 余量 |
对比例1 | 5 | 0 | 20 | 余量 |
空白对照 | 0 | 0 | 0 | 余量 |
空调过滤器无纺布背衬的制备
将上述溶液分别装入喷壶,均匀喷在1m2空调过滤器无纺布背衬(东莞市亿茂滤材有限公司,重量90g)上。然后将背衬放入50℃的烘箱中加热4小时。烘干后的背衬重92g。
甲醛去除测试
该测试按照OEM标准方法(Toyota TSMG0508G)进行。具体操作如下。
制备10%甲醛水溶液。取100g如上所述制得的背衬,放入一立方米的密封舱(苏州万特锐有限公司)。然后将10%甲醛水溶液20ml放入密封舱。分别在30、60、90和120分钟的时间点检测并记录密封舱内的甲醛浓度(ppm),结果总结于表4中。甲醛浓度的测试方法按GB/T 16129采用AHMT分光光度法,测试仪器为:美国华瑞MultiRAE Lite多种气体检测仪。
表4各样品在不同时间点的测试结果
从上述结果可以看出,实施例1-5的组合物能够迅速降低密封舱中的甲醛含量。而且,聚季铵盐的含量为0.1%至1%且氨基丁三醇与聚季铵盐的比例为10∶1时效果最佳。不旨在受理论的束缚,据信当聚季铵盐的含量大于1%时,聚季铵盐的高分子长链会形成涂层包裹住氨基丁三醇,一定程度上阻碍氨基丁三醇与甲醛的反应。因此,当聚季铵盐的含量在1%以内时,氨基丁三醇含量越高,反应效率越高。
从前述中可以理解,尽管为了示例性说明的目的描述了本申请的具体实施方案,但是在不偏离本申请的精神和范围的条件下,本领域技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。
Claims (11)
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述式(I)化合物选自氨基丁三醇、丝氨醇、4-氨基-4-(3-羟丙基)-1,7-庚二醇及其混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中以所述组合物的总质量计满足以下百分比的一种或更多种:所述式(I)化合物的含量为0.1%至20%、优选0.5%至15%、更优选1%至10%,所述聚季铵盐的含量为0.1%至3%、优选0.1%至2%、更优选0.1%至1%,余量为水。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物,其中所述式(I)化合物与所述聚季铵盐的质量比为15∶1至6∶1、优选12∶1至6.5∶1、更优选11∶1至7.5∶1,最优选10∶1。
6.一种过滤器元件,其具有多孔结构的衬底,所述多孔结构的衬底经权利要求1至5中任一项所述的组合物进行处理,其中所述式(I)化合物与所述聚季铵盐在所述多孔结构的衬底上的总负载量为0.1至25g/m2,优选0.5至4g/m2,更优选1至3g/m2,甚至更优选1.5至2.5g/m2,最优选2g/m2。
7.根据权利要求6所述的过滤器元件,其中所述多孔结构的衬底上所述式(I)化合物与所述聚季铵盐的质量比为15∶1至6∶1、优选12∶1至6.5∶1、更优选11∶1至7.5∶1,最优选10∶1。
8.根据权利要求6或7所述的过滤器元件,其中所述多孔结构的衬底选自金属多孔衬底、陶瓷多孔衬底、塑料多孔衬底和织物多孔衬底。
9.根据权利要求8所述的过滤器元件,其中所述多孔结构的衬底为无纺布。
10.一种制造权利要求6至9中任一项所述过滤器元件的方法,其包括通过涂覆、喷雾或浸泡将权利要求1至5中任一项所述的组合物负载于所述过滤器元件的多孔结构的衬底上,然后将所述多孔结构的衬底烘干以去除水分。
11.一种空调,其包含权利要求6至9中任一项所述的过滤器元件。
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