一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑及其制備方法，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。該甲醛捕捉劑是一種由液中干燥法制備的微膠囊，核層物質(zhì)是尿素、三聚氰胺和丙烯酰胺之一，殼層材料是由甲基纖維素、乙基纖維素和羥乙基纖維素之一。該甲醛捕捉劑在板材壓制過程中與脲醛樹脂膠黏劑一起加入，作用機理在于濕熱環(huán)境中殼層材料的溶脹，由毛細(xì)作用將核層材料緩慢釋放出來，與脲醛樹脂中的游離甲醛及樹脂不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)裂解釋放的甲醛相結(jié)合，達(dá)到消除甲醛的目的；另外，由于微囊具有緩釋效應(yīng)，能夠持續(xù)緩慢的釋放核層物質(zhì)，消除甲醛作用更加持久。添加該緩釋型甲醛捕捉劑制備的膠合板甲醛釋放釋放量≤0.3mg/L。
【專利說明】一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑及其制備方法，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，家裝行業(yè)的蓬勃發(fā)展使得人造板用量急劇增加，2012年我國人造板產(chǎn)量約2.86億m3，位居世界第一。人造板的大量使用同時隨之而來的室內(nèi)甲醛濃度長期超標(biāo)帶來的污染一直是人們關(guān)注的問題。甲醛是一種有毒氣體，已經(jīng)成為居室內(nèi)的最大污染源，而且在2004年被世界衛(wèi)生組織列為致癌和致畸型物質(zhì)。甲醛濃度超標(biāo)時刺激人體的上呼吸道和眼角膜，長期接觸甲醛的人免疫力會降低，這些危害對老人和兒童尤為嚴(yán)重，因此，凈化居室空氣、消除甲醛污染已經(jīng)成為保障人民身體健康的重要任務(wù)。
[0003]隨著國家一系列政策和法律法規(guī)的出臺，人們的環(huán)保和健康意識逐步增強，使用大量低甲醛釋放的環(huán)保型人造板應(yīng)經(jīng)成為必然的趨勢。我國于2001年就制定了《室內(nèi)裝飾裝修材料——人造板及其制品中甲醛釋放量限量》強制性國家標(biāo)準(zhǔn)(GB18580 - 2001)，規(guī)定了 Ei級、E2級人造板標(biāo)準(zhǔn)。這意味著只有生產(chǎn)出符合“環(huán)保、無公害”的人造板，才能滿足國內(nèi)外市場的需求。
[0004]在世界人造板制造業(yè)中，80%以上是由以甲醛作為基料的脲醛樹脂膠黏劑粘接而成的，而脲醛樹脂結(jié)構(gòu)中存在亞甲基醚鍵和羥甲基等不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易裂解從而釋放出甲醛，這個過程是持久緩慢的，且與脲醛樹脂同壽命，也就是說只要使用脲醛樹脂制造的人造板，就有甲醛釋放，并且與環(huán)境的溫度和濕度有著很大的關(guān)系。所以在采用低摩爾比制備脲醛樹脂膠黏劑的同時更需要添加一種長期有效的甲醛捕捉劑來消除后期持續(xù)釋放的甲醛氣體。已經(jīng)報道的甲醛捕捉劑種類很多，1889年德國巴斯夫公司將碳酸銨(EP13，372)用作甲醛捕捉劑，壓制的板材初期甲醛釋放量有所下降，后期釋放量仍然較高，且板材的強度受到影響。Frank等人采用糊化淀粉與尿素并用(US，397，756)作為甲醛捕捉劑，板材的膠接強度也呈現(xiàn)降低的趨勢。國內(nèi)王誠德(CN1583226A)將乙酸銨、碳酸鈉和尿素復(fù)配制備成甲醛捕獲劑水溶液，噴涂于膠合板四周及表面。以上報道的甲醛捕捉劑其共同點就是后期持續(xù)性功效差，無法滿足長期消除甲醛的要求。所以，需要設(shè)計制備一種能夠起長期效用具有緩釋性能的甲醛捕捉劑，來降低脲醛樹脂膠接的人造板板材甲醛釋放量，消除居室內(nèi)甲醛污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑及其制備方法，該甲醛捕捉劑是一種由液中干燥法制備的微膠囊，核層物質(zhì)是尿素、三聚氰胺和丙烯酰胺之一，殼層材料是甲基纖維素、乙基纖維素和羥乙基纖維素之一。該微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑在板材壓制過程中與脲醛樹脂膠黏劑一起加入，作用機理在于濕熱環(huán)境中殼層材料的溶脹，由毛細(xì)作用將核層材料緩慢釋放出來，與脲醛樹脂中游離的以及結(jié)構(gòu)釋放的甲醛相結(jié)合，已達(dá)到消除甲醛的目的；另外，由于微囊具有緩釋效應(yīng)，能夠緩慢的釋放核層物質(zhì)，消除甲醛作用更加持久。[0006]一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:由核層材料、殼層材料、乳化劑、溶劑、液體石蠟組成；其中核層材料為2.5-12.5重量份、殼層材料為5重量份、乳化劑為
0.5-5重量份、溶劑50-150重量份、液體石蠟100重量份。
[0007]核層材料為丙烯酰胺、三聚氰胺和尿素之一。殼層材料為甲基纖維素、乙基纖維素和羥乙基纖維素之一。乳化劑為司班65、司班80和0P10之一。溶劑為氯仿、丙酮和丁酮之
ο
[0008]所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑的制備方法，其特征在于:制備方法如下:
[0009]1)將100重量份的液體石蠟和0.5-5重量份的乳化劑在攪拌狀態(tài)下升溫至60°C，直至充分溶解混合均勻后冷卻至室溫，此為連續(xù)相；
[0010]2)將50-150重量份的溶劑和5重量份的殼層材料于0_25°C水浴中攪拌均勻，然后加入2.5-12.5重量份的核層材料，在此溫度下攪拌分散20min，此為分散相；
[0011]3)將分散相加入到連續(xù)相中，攪拌分散lOmin后，升溫至30_60°C，轉(zhuǎn)速為
200-800rpm，保溫5h后冷卻至室溫；
[0012]4)將制備的微膠囊過濾洗滌后，于真空條件下過夜，得到微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑。
[0013]添加該微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑制備的板材甲醛釋放量< 0.3mg/L。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑SEM圖之一
[0015]圖2囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑SEM圖之二
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑的制備:將100g液體石蠟和0.5g的乳化劑司班65在攪拌狀態(tài)下升溫至60°C，直至充分溶解混合均勻后冷卻至室溫，此為連續(xù)相；將50g丙酮和5g甲基纖維素于15°C水浴中攪拌均勻，然后加入5g尿素粉末，在此溫度下攪拌分散20min，此為分散相；將分散相加入到連續(xù)相中，攪拌分散lOmin后，升溫至40°C，轉(zhuǎn)速為600rpm，保溫5h后冷卻至室溫；將制備的微膠囊過濾洗滌后，于真空條件下過夜，得到微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑。
[0018]膠合板材制備:采用摩爾比為1.05的脲醛樹脂100g和微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑7.5g，混合均勻后涂在7層單板上，椴木單板規(guī)格為300 X 300 X 2mm，壓板溫度120°C，時間為 8min。
[0019]實施例2
[0020]本實施方式除了將乳化劑司班65加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0021]實施例3
[0022]本實施方式除了將乳化劑司班65加入量變?yōu)?g之外，其它與實施例1相同。[0023]實施例4
[0024]本實施方式除了將乳化劑司班80加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0025]實施例5
[0026]本實施方式除了將乳化劑司班80加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0027]實施例6
[0028]本實施方式除了將乳化劑司班80加入量變?yōu)?g之外，其它與實施例1相同。
[0029]實施例7
[0030]本實施方式除了將乳化劑0P10加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0031]實施例8
[0032]本實施方式除了將乳化劑0P10加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0033]實施例9
[0034]本實施方式 除了將乳化劑0P10加入量變?yōu)?g之外，其它與實施例1相同。
[0035]實施例10
[0036]本實施方式除了將丙酮加入量變?yōu)?00g之外，其它與實施例1相同。
[0037]實施例11
[0038]本實施方式除了將丙酮加入量變?yōu)?50g之外，其它與實施例1相同。
[0039]實施例12
[0040]本實施方式除了將丁酮加入量變?yōu)?0g之外，其它與實施例1相同。
[0041]實施例13
[0042]本實施方式除了將丁酮加入量變?yōu)?00g之外，其它與實施例1相同。
[0043]實施例14
[0044]本實施方式除了將丁酮加入量變?yōu)?50g之外，其它與實施例1相同。
[0045]實施例15
[0046]本實施方式除了將氯仿加入量變?yōu)?0g之外，其它與實施例1相同。
[0047]實施例16
[0048]本實施方式除了將氯仿加入量變?yōu)?00g之外，其它與實施例1相同。
[0049]實施例17
[0050]本實施方式除了將氯仿加入量變?yōu)?50g之外，其它與實施例1相同。
[0051]實施例18
[0052]本實施方式除了將核層材料尿素粉末加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0053]實施例19
[0054]本實施方式除了將核層材料尿素粉末加入量變?yōu)?2.5g之外，其它與實施例1相同。
[0055]實施例20
[0056]本實施方式除了將核層材料三聚氰胺粉末加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0057]實施例21
[0058]本實施方式除了將核層材料三聚氰胺粉末加入量變?yōu)?g之外，其它與實施例1相同。
[0059]實施例22
[0060]本實施方式除了將核層材料三聚氰胺粉末加入量變?yōu)?2.5g之外，其它與實施例1相同。
[0061]實施例23
[0062]本實施方式除了將核層材料丙烯酰胺粉末加入量變?yōu)?.5g之外，其它與實施例1相同。
[0063]實施例24 [0064]本實施方式除了將核層材料丙烯酰胺粉末加入量變?yōu)?g之外，其它與實施例1相同。
[0065]實施例25
[0066]本實施方式除了將核層材料丙烯酰胺粉末加入量變?yōu)?2.5g之外，其它與實施例1相同。
[0067]實施例26
[0068]本實施方式除了將殼層材料乙基纖維素加入量變?yōu)?g之外,其它與實施例1相同。
[0069]實施例27
[0070]本實施方式除了將殼層材料輕乙基纖維素加入量變?yōu)?g之外,其它與實施例1相同。
[0071]實施例28
[0072]本實施方式除了將制備方法中攪拌轉(zhuǎn)速變?yōu)?00rpm之外，其它與實施例1相同。
[0073]實施例29
[0074]本實施方式除了將制備方法中攪拌轉(zhuǎn)速變?yōu)?00rpm之外，其它與實施例1相同。
[0075]實施例30
[0076]本實施方式除了將制備方法中攪拌轉(zhuǎn)速變?yōu)?00rpm之外，其它與實施例1相同。
[0077]實施例31
[0078]本實施方式除了將制備方法中分散相制備溫度變?yōu)?°C，加入到連續(xù)相之后溫度變?yōu)?0°C之外，其它與實施例1相同。
[0079]實施例32
[0080]本實施方式除了將制備方法中分散相制備溫度變?yōu)?5°C，加入到連續(xù)相之后溫度變?yōu)?0°C之外，其它與實施例1相同。
[0081]對比例
[0082]本實施方式在膠合板制備過程中沒有加入微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其它與實施例1相同。
[0083]附:所有實施例、對比例的膠結(jié)強度是將板材放入63°C熱水中浸泡3小時后進(jìn)行測定。
[0084]表1實施例性能對比
[0085]
【權(quán)利要求】
1.一種微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:由核層材料、殼層材料、乳化劑、溶劑、液體石蠟組成；其中核層材料為2.5-12.5重量份、殼層材料為5重量份、乳化劑為0.5-5重量份、溶劑50-150重量份、液體石蠟100重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:核層材料為丙烯酰胺、三聚氰胺和尿素之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:殼層材料為甲基纖維素、乙基纖維素和羥乙基纖維素之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:乳化劑為司班65、司班80和0P10之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑，其特征在于:溶劑為氯仿、丙酮和丁酮之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑的制備方法，其特征在于步驟如下:1)將100重量份的液體石蠟和0.5-5重量份的乳化劑在攪拌狀態(tài)下升溫至60°C，直至充分溶解混合均勻后冷卻至室溫，此為連續(xù)相； 2)將50-150重量份的溶劑和5重量份的殼層材料于0-25°C水浴中攪拌均勻，然后加入2.5-12.5重量份的核層材料，在此溫度下攪拌分散20min，此為分散相；3)將分散相加入到連續(xù)相中，攪拌分散lOmin后，升溫至30_60°C，轉(zhuǎn)速為200_800rpm，保溫5h后冷卻至室溫；4)將制備的微膠囊過濾洗滌后，于真空條件下過夜，得到微囊緩釋型脲醛樹脂甲醛捕捉劑。
【文檔編號】C08K5/20GK103642069SQ201310714723
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】李效玉, 段紅云, 葉俊, 邱藤 申請人:北京化工大學(xué)