CN116550095A - 一种除异味空气净化组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种除异味空气净化组合物,其特征在于,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:改性填料1‑6份、改性二氧化钛1‑3份、活性炭10‑30份、助剂1‑6份、丙烯酸乳液10‑30份、溶剂;其中,所述改性填料为经羟基化处理的填料;所述改性二氧化钛为2‑[2‑(2‑甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸与二氧化钛反应所得。本发明的除异味空气净化组合物采用主链含氧原子的烷基酸衍生物改性二氧化钛作为组分,并与改性填料、丙烯酸乳液、活性炭、助剂等成分复配,有效提升了材料的稳定性,同时大大增强了组合物的吸附、降解性能,具有优异的空气净化效果,克服了现有技术中存在的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域,特别是涉及一种除异味空气净化组合物及其制备方法。
背景技术
空气的洁净程度与人体的健康息息相关,因此空气质量成为近年来社会关注的重点问题之一。随着社会发展,越来越多的工业产品进入了日常生活中,然而工业产品在方便生活的同时,也可能散发有害物质,危害人体健康。例如家具中的胶粘剂、油漆中均含有大量有异味的有机污染物,例如甲醛、苯等物质,在密闭环境中,长期吸入这些有害物质会对人体造成严重危害,尤其是儿童、孕妇、老年人群体。因此,如何消除有害物质、净化空气,是本领域中的研究重点。
现有技术中,通常采用活性炭、硅藻土等成分,复配具有光催化作用的金属氧化物,例如二氧化钛,实现有害气体的吸收和降解,该类产品已被大量报道,并广泛应用。然而,目前市面上的常规空气净化产品,普遍存在吸附性能、降解性能不平衡,且稳定性较差的缺陷,已难以满足市场的需求。
综上所述,亟需研发一种新的技术方案,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
基于此,本发明开发了一种除异味空气净化组合物及其制备方法。本发明的除异味空气净化组合物采用主链含氧原子的烷基酸衍生物改性二氧化钛作为组分,并与改性填料、丙烯酸乳液、活性炭、助剂等成分复配,有效提升了材料的稳定性,同时大大增强了组合物的吸附、降解性能,具有优异的空气净化效果,克服了现有技术中存在的缺陷。
本发明的一个目的在于,提供一种除异味空气净化组合物,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:
改性填料 1-6份
改性二氧化钛 1-3份
活性炭 10-30份
助剂1-6份
丙烯酸乳液10-30份
溶剂;
其中,
所述改性填料为经羟基化处理的填料;
所述改性二氧化钛为2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸与二氧化钛反应所得。
进一步地,所述改性填料的制备方法包括如下步骤:
将填料洗涤、干燥后与葡萄糖混合,然后进行球磨处理,纯化得到改性填料。
进一步地,所述填料和葡萄糖的质量比为1:(3-10)。
进一步地,所述改性二氧化钛的制备方法包括如下步骤:
在醇溶剂下,将二氧化钛和2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸混合,超声加热反应,纯化得到所述改性二氧化钛。
进一步地,所述二氧化钛和2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸的摩尔比为1:(2-5)。
进一步地,所述超声加热反应的温度为60-80℃,时间为5-10h。
进一步地,所述填料选自碳纳米管、氮化硼、碳化硅、石墨烯中的一种或多种。
进一步地,所述助剂选自分散剂、增塑剂、乳化剂、消泡剂、增稠剂中的一种或多种。
进一步地,所述溶剂选自蒸馏水、乙醇、丙酮、异丙醇中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于,提供上述除异味空气净化组合物的制备方法,所述除异味空气净化组合物的制备方法包括如下步骤:
S1、将改性填料、改性二氧化钛、活性炭加入蒸馏水中,超声加热处理,冷却后,干燥得到中间产物;
S2、将所述中间产物、助剂、丙烯酸乳液、溶剂混合搅拌均匀后,得到产物。
进一步地,所述超声加热处理的温度为80-100℃,时间为0.5-3h。
本发明具有以下有益效果:
本发明公开了一种除异味空气净化组合物,其中含有2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸改性二氧化钛,该材料在二氧化钛表面引入了烷氧基链段,不仅增强了二氧化钛的分散性,还增强了改性二氧化钛与丙烯酸乳液、助剂(如XL80)等成分之间的相容性;改性二氧化钛与羟基化改性的填料(如羟基化碳纳米管)、活性炭复配并超声加热处理后,三者紧密结合,有效增大了活性炭的比表面积,提升了吸附能力,并且改性二氧化钛表面的醚键与填料表面的羟基以及组合物其他成分中的含氧官能团之间更易产生分子间作用力,从而产生了协同效应,进一步增强了组合物的稳定性,在多种环境下均具备良好的吸附、降解性能。本发明的除异味空气净化组合物能够满足市场对空气净化效果的需求,具有良好的应用前景。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案,列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段,除非特别声明,均为市面上常见原料,以及本领域技术人员所熟知的技术手段。
本发明实施例中的丙烯酸乳液为水性丙烯酸VN960乳液。
本发明实施例中的溶剂为体积比1:3的乙醇和蒸馏水。
本发明实施例中的活性炭购买自江苏祺盛炭业科技有限公司JL-20。
本发明实施例中的助剂为质量比1:1的司盘80和XL80(异构10醇聚氧乙烯醚,购自巴斯夫)。
本发明实施例中改性填料的制备方法包括如下步骤:
将碳纳米管(购买自中国科学院成都有机化学有限公司)洗涤、干燥后与葡萄糖混合(碳纳米管:葡萄糖=1:5,m/m)进行球磨处理12h(球料比5:1,转速400rpm),经洗涤、过滤、干燥得到所述改性填料。
本发明实施例中改性二氧化钛的制备方法包括如下步骤:
以乙醇为溶剂,将二氧化钛粉末(购买自杭州恒纳新材料有限公司,粒径5-10nm)与2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸混合(二氧化钛:2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸=1:3,n/n),70℃下,超声反应10h,然后过滤、洗涤、干燥,得到所述改性二氧化钛。
本发明实施例中的“份”均为质量份数。
实施例1
一种除异味空气净化组合物,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:
改性填料2份
改性二氧化钛1份
活性炭10份
助剂2份
丙烯酸乳液10份
溶剂50份;
上述除异味空气净化组合物的制备方法包括如下步骤:
S1、按上述质量份数,将改性填料、改性二氧化钛、活性炭加入50份蒸馏水中,80℃超声处理3h,冷却后,过滤干燥得到中间产物;
S2、将所述中间产物、助剂、丙烯酸乳液、溶剂混合搅拌均匀后,得到产物。
实施例2
一种除异味空气净化组合物,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:
改性填料6份
改性二氧化钛3份
活性炭30份
助剂6份
丙烯酸乳液 30份
溶剂 150份;
上述除异味空气净化组合物的制备方法包括如下步骤:
S1、按上述质量份数,将改性填料、改性二氧化钛、活性炭加入200份蒸馏水中,80℃超声处理1h,冷却后,过滤干燥得到中间产物;
S2、将所述中间产物、助剂、丙烯酸乳液、溶剂混合搅拌均匀后,得到产物。
实施例3
一种除异味空气净化组合物,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:
改性填料4份
改性二氧化钛2份
活性炭20份
助剂4份
丙烯酸乳液 20份
溶剂 100份;
上述除异味空气净化组合物的制备方法包括如下步骤:
S1、按上述质量份数,将改性填料、改性二氧化钛、活性炭加入150份蒸馏水中,80℃超声处理2h,冷却后,过滤干燥得到中间产物;
S2、将所述中间产物、助剂、丙烯酸乳液、溶剂混合搅拌均匀后,得到产物。
对比例1
一种除异味空气净化组合物,本对比例与实施例1的区别在于:采用未改性碳纳米管等质量地替换改性填料,其他成分及制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种除异味空气净化组合物,本对比例与实施例1的区别在于:将改性二氧化钛等质量地替换为癸酸改性二氧化钛,其他成分及制备方法与实施例1相同;
所述癸酸改性二氧化钛的制备方法包括如下步骤:
以乙醇为溶剂,将二氧化钛粉末与癸酸混合(二氧化钛:癸酸=1:3,n/n),70℃下,超声反应10h,然后过滤、洗涤、干燥,得到所述癸酸改性二氧化钛。
对比例3
一种除异味空气净化组合物,本对比例与实施例1的区别在于:采用十二烷基硫酸钠等质量地替换XL80,其他成分及制备方法与实施例1相同。
测试例
对实施例1-3和对比例1-3制备的除异味空气净化组合物进行性能测试对比。
空气净化性能测试:取6块相同的市售木质家具板材,每块板材的面积为20cm×20cm,厚度为3mm,将每块家具板材分别置于体积为0.5m3的封闭玻璃罩中24h,然后用甲醛测试仪(青岛美家利环保科技有限公司MJL-AIII)分别测量封闭玻璃罩中甲醛含量,作为初始甲醛含量。然后将实施例和对比例制备的除异味空气净化组合物分别涂覆于板材表面,每块板材的喷涂量均为5g,再次将板材分别放入玻璃罩中,24h后测量封闭玻璃罩中的甲醛含量。
稳定性测试:将实施例和对比例制备的除异味空气净化组合物各取200mL样品,装于透明容器中并密封,放置于45℃烘箱中30日,观察组合物外观是否出现变化。
测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
根据表1可以得出,实施例1-3具有优异的甲醛吸附、降解能力,对甲醛的去除率可达95%以上,净化能力显著优于替换组分的对比例1-3,同时实施例组合物在高温下放置一个月未出现分层、沉淀等现象,稳定性良好,证明本发明的技术方案中,改性二氧化钛、改性填料以及助剂之间能够产生协同效应,在保证产品稳定性的同时,有效提高了空气净化性能。综上所述,本发明的除异味空气净化组合物具有良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种除异味空气净化组合物,其特征在于,所述除异味空气净化组合物包括质量份数如下的成分:
改性填料 1-6份
改性二氧化钛 1-3份
活性炭 10-30份
助剂1-6份
丙烯酸乳液10-30份
溶剂;
其中,
所述改性填料为经羟基化处理的填料;
所述改性二氧化钛为2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸与二氧化钛反应所得。
2.根据权利要求1所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述改性填料的制备方法包括如下步骤:
将填料洗涤、干燥后与葡萄糖混合,然后进行球磨处理,纯化得到改性填料。
3.根据权利要求2所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述填料和葡萄糖的质量比为1:(3-10)。
4.根据权利要求1所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述改性二氧化钛的制备方法包括如下步骤:
在醇溶剂下,将二氧化钛和2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸混合,超声加热反应,纯化得到所述改性二氧化钛。
5.根据权利要求4所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述二氧化钛和2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸的摩尔比为1:(2-5)。
6.根据权利要求4所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述超声加热反应的温度为60-80℃,时间为5-10h。
7.根据权利要求2所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述填料选自碳纳米管、氮化硼、碳化硅、石墨烯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述除异味空气净化组合物,其特征在于,所述助剂选自分散剂、增塑剂、乳化剂、消泡剂、增稠剂中的一种或多种。
9.权利要求1-8任一项所述除异味空气净化组合物的制备方法,其特征在于,所述除异味空气净化组合物的制备方法包括如下步骤:
S1、将改性填料、改性二氧化钛、活性炭加入蒸馏水中,超声加热处理,冷却后,干燥得到中间产物;
S2、将所述中间产物、助剂、丙烯酸乳液、溶剂混合搅拌均匀后,得到产物。
10.根据权利要求9所述除异味空气净化组合物的制备方法,其特征在于,所述超声加热处理的温度为80-100℃,时间为0.5-3h。
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