[发明专利]一种净化室内空气中甲醛的组合物

说明书

技术领域

本发明属于空气净化领域，具体涉及一种净化室内空气中甲醛的组合物及其制备和使用方法。

背景技术

针对净化室内空气中甲醛的污染，已有水性无机粉状功能性内墙涂料（如HEB-01功能性内墙涂料等）、脂溶性有机漆（如大宝漆等）、水溶性有机漆（如全效净味立邦漆等）面市，其对室内空气中甲醛的净化率分别为81.5%、53.7%和61.5%，进一步提高室内空气中甲醛的净化率不仅是国内外功能性内墙涂料的发展趋势与研究热点，而且对维护人体健康具有重要意义。

为了提高室内空气中甲醛的净化率，国内外报道了许多甲醛净化材料。利用对污染物进行物理吸附的原理，提出活性碳、硅胶及沸石、活性碳纤维 (ACF)等物理净化材料，但其对低浓度和极低浓度的氨类、醛类、二氧化硫、二氧化氮等小分子量有害气体的吸附指数较低, 很难对其净化；采用氧化、还原、离子交换以及光催化等化学反应技术生产净化材料，如二氧化钛(TiO₂)，由于TiO₂ 的禁带宽(Eg =3.2eV)，导致其不能有效利用太阳光中的可见光部分, 从而降低了其量子效率。借用植物、微生物和酶制剂等生物净化材料分解有机物净化室内空气中的污染物，如涂有STO 康乃馨生态漆几天就可以使室内总体的有害挥发性化合物甲醛、甲苯、酮等下降80%以上；在24 h 照明的条件下在1 m³ 空气中芦荟去除了90%的甲醛； 常青藤去除了90%的苯；龙舌兰可吞食70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯； 垂挂兰能吞食96%的一氧化碳、86%的甲醛。此外，还报道了过硼酸钠、次氯酸、过氧化氢等氧化剂，将甲醛氧化成甲酸，从而降低甲醛的释放量；尿素、氨基脲等氨的衍生物和具有次甲基活泼氢（α-H）的化合物(如丙二酸二甲醋、乙酰乙酸甲酯、醇类、酚类)等亲核试剂与醛类的羰基发生亲核加成反应，净化甲醛等有害气体；光和贵金属等催化剂（如TiO₂ 、ZnO₂ 、Fe₂O₃ 、CdS 和WO₃等），催化甲醛与空气中氧进行反应，生成二氧化碳和水；以及氨基化合物、酚类等生物质甲醛捕捉剂，实现对甲醛的固定和捕捉。目前，已面市的TiO₂-硅藻土、脂肪酸锌、TiO₂-硅藻土-脂肪酸锌的甲醛的净化剂，经我们检测，其对甲醛的净化率分别为48.1%、15.9%、68.4%。未见SiO₂·nH₂O-AHMT与超细硅酸铝粉末、硅藻土和膨润土等配合而成新的高效净化室内空气中甲醛的组合物的文献报道。

白炭黑（SiO₂·nH₂O）以较高的热稳定性、低表面张力、良好的耐候性、耐化学性，介电性和惰性等特性，广泛应用于诸如橡胶、涂料、医药、造纸、汽车、电气、电子、织物涂布和生物医学设备等多种专业领域。为了改善白炭黑在有机相中的分散性、相融性、耐久性(耐药、耐光、耐热、耐侯等)和表面活性等，从而提高白炭黑的附加值, 拓宽其应用领域，人们采用醇酯化法、和有机硅化合物反应、在粒子表面的聚合物接枝、和重氮甲烷反应、和卤素反应、与氯化硅反应、格利雅反应等对白炭黑进行改性。4-氨基-3-联氨-5-琉基-1,2,4-三氮杂茂（AHMT）主要作为分光光度法测定甲醛含量的显色剂。

本发明以三甲基氯化硅（(CH₃)₃SiCl）将SiO₂·nH₂O表面的多个OH基修饰为极少的活性-OH，再与AHMT的HS-反应而生成SiO₂·nH₂O-AHMT化合物。SiO₂·nH₂O-AHMT与超细硅酸铝粉末、硅藻土和膨润土等配合而成新的高效净化室内空气中甲醛的组合物，能按一定比例与水性无机粉状功能性涂内墙料、脂溶性有机漆和水溶性有机漆等配合用于内墙涂覆，可将水性无机粉状功能性内墙涂料、脂溶性有机漆和水溶性有机漆的室内空气中甲醛的净化率可提高至90％以上。该组合物比TiO₂-硅藻土、脂肪酸锌、TiO₂-硅藻土-脂肪酸锌提高甲醛净化率的幅度大；按6.4%（w/w）添加量，比HEB-01涂料（水性无机涂料）、大宝漆（脂溶性有机漆）、全效净味立邦漆（水溶性有机漆）空白样的甲醛净化率分别提高了11.3%、40.1%和29.7%，具有广阔的应用前景。

发明内容