專利名稱：去除膠合劑中甲醛的添加劑組成物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種添加劑組成物，尤其涉及一種能夠有效去除膠合劑中甲醛 且不改變膠合劑性狀的并廣泛應用添加于水性膠合劑的添加劑組成物，本發明 還涉及該及添加劑組成物的制備方法，屬于化工領域。
背景技術：
目前常用的膠合劑和我們的生活密切且習習相關，其成分中多含有甲醛(俗 稱福馬林)，這些膠合劑的組成主要以尿素、曱趁合成的尿素甲醛樹脂及聚醋酸 乙烯樹脂。其中，膠合劑的尿素甲醛樹脂由于具有價廉、無色、水溶性佳等優 點，自開發以來即被廣泛地應用在合板、木芯板、層積板等板材的制造及加工 過程，這些板材完成后又大量地被使用在居家建筑及裝潢上，以致房屋裝修完 成后，這些板材中膠合劑隨著時間和環境溫度變化，其內含的甲醛會逐漸以氣 體形態逸散至空氣中，最后影響室內環境空氣品質并嚴重威脅居住者的健康。 同樣地，聚醋酸乙烯樹脂也因為操作方便而大量地被應用在木材、塑膠地磚、 壁紙等相關建材的膠合過程。
根據統計，人們一生中約有超過90%以上的時間是處于廣義的建筑室內空 間中，因此室內空氣品質的優劣對人體的健康影響很大，而從許多研究報告中 也已經證實，建材使用的膠合劑中所含的曱醛是室內環境品質的主要污染源之 一，例如，經調查顯示在一般新建成而未裝修的住宅以及裝修不久的房屋內， 甲醛和其它有害氣體的檢出率為100%,而且是世界衛生組織(WHO)規定的最高 容許濃度0.08mg/m3的40倍以上，在裝修5天后的室內的曱醛濃度也是標準值 的30斧以上，即使6個月以后也超標3倍以上。
事實上，這些建材內所含的曱醛的釋放期通常可以長達3-15年，換言之， 它對室內環境品質的污染是非常長久的。此外，醫學研究報告更進一步指出， 前述甲醛是以一種在常溫下可以蒸發的形式存在于空氣中，其毒性、刺激性、 致癌性和特殊的氣味性會影響皮膚和黏膜，對人體產生急性損害，通常濃度達 到0.01 ~ 1.6卯m范圍便會開始刺激眼睛，濃度達到2 ~ 3ppm便會讓眼睛產生刺痛感，10-20ppm則會嚴重流淚，危險濃度高達30ppm后便會危害生命；由此可知，潛藏在室內周遭的曱醛對人體健康的嚴重危害實已不容小覷。
近年來為避免室內不良空氣品質所引發的種種人體健康危機以及建筑裝潢行為所導致甲醛逸散對室內人員的健康危害，世界各主要先進國家亦多針對其建材與家具相關商品等建立甲醛逸散管制的規范與檢測機制。例如中國臺灣環保署業已公布《室內空氣品質建議值》、《室內空氣品質管理法草案》；曰本厚生勞動省也制定了《環境基本法》來限定室內的甲醛濃度值，以便促進降低室內空氣污染來確保舒適健康的室內空間。
而面對人們高漲的環保意識以及對健康、安全保障的強烈需求，根本地杜絕曱醛的來源已是一個刻不容緩的課題，因此積極研發低游離曱醛的膠合劑是世界各國的一個重要趨勢及管制目標，可是因為尿素甲醛樹脂及聚醋酸乙烯樹
脂的價廉、便利及不易取代性，使其仍為目前膠合劑應用的一個主流，如何在盡量不改變其性狀的情形下有效去除絕大部份的甲醛，乃是亟待解決的一個技術問題。
發明內容
本發明人有鑒于上述需求，乃積極著手從事研發，以期可解決上述膠合劑所存在的缺點，經過不斷的試驗及努力，終于完成了本發明。
本發明的主要目的在于解決上述問題，提供一種可短時間吸附分解膠合劑中對人體有危害的曱醛成份以達無害狀態，并不改變其性狀的添加劑組成物。
本發明的另外一個目的是提供一種制備上述添加劑組成物的方法。
為了達成上述目的，本發明系采取以下的技術手段予以達成，其中該添加劑組成物的成份至少包括
甲殼素，有機酸，抗敗血酸，過硫酸鉀，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽(Sodiumpolyoxy ethylene lauryl ether sulfate )、烷基疏酸鹽(Sodium laurylsulfate)、 聚氧乙烯烷醚(Polyoxyethylepe alkyl ether )和水；
所述的甲殼素是由含氮多醣類生物性高分子經過高度去乙酰化反應后所得到的聚葡萄醣胺；
所述的有機酸用來溶解該甲殼素微粒子，包括但不限于稀醋酸、曱酸、乙酸、苯曱酸、乙二酸(草酸)、柳酸或乳酸；
其中，該添加劑組成物中的曱殼素含量約為添加劑組成物總重量的3~10wt% ,有機酸約占添加劑組成物總重量的2~12wt% ，抗敗血酸約占添加劑組成物總重量的2wt % ~8wt % ,過硫酸鉀約占添加劑組成物總重量的1 wt % ~6wt % ，，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽約為添加劑組成物總重量的0.5 % ~ 1.5 % ，烷基石克酸鹽約為添加劑組成物總重量的1.0%~2.0%, 聚氧乙烯烷醚約為添加劑組成物總重量的0.5%~1.0%,余量為水。
本發明另外的一個目的是提供一種制備上述添加劑組成物的方法，其包括下述步驟
(1) 曱殼素基液的制備將曱殼素與適量的水混合攪拌，使甲殼素溶解于水中并無沉淀后，得甲殼素基液；
(2) 酸性基液的制備，將其余的水與有機酸混合攪拌，于連續攪拌運作中加入抗敗血酸并持續攪拌，加入占總重量6/7的過硫酸鉀，然后持續攪拌后加入界面活性劑，待攪拌至呈勻相后，得酸性基液；
(3 )混合酸性基液持續攪拌運作中，將甲殼素基液緩慢地加入到酸性基液中并持續攪拌，使兩基液均勻混合后，再將剩余的(占重量1/7)過硫酸鉀加入到混合液中混合均勻，最后漸次地降緩攪拌速度直到溶液外觀呈淡黃色透明液體，過濾去除雜質，分裝密封，即得。
其中，其中步驟U)中所加水的量以使曱殼素充分溶解在水中即可，只要能保證甲殼素充分溶解，多加一點水或少加一點水，都不對本發明的效果構成任何影響。
上述混合步驟的各攪拌過程中最好要避免氣泡生成。
應用本發明添加劑組成物來去除膠合劑中甲醛時，是將所述添加劑組成物直接添加到膠合劑中混合均勻，其加入量為占膠合劑中重量的1-20%;
本發明添加劑組成物主要通過其中所包含的曱殼素對膠合劑中甲醛的強大吸附并分解的能力，使達到對室內空氣的凈化效果。所述的有機酸用來溶解該曱殼素微粒子，抗敗血酸用以強化該有機酸的效果；所用的過硫酸鉀用以改變曱殼章的分子鍵； '
甲殼素是由含氮多醣類生物性高分子-幾丁質(chitin)經過高度去乙酰化反應(deacetylation,亦即將乙酰基去掉以形成胺基)后而得到的聚葡萄醣胺-幾丁聚醣(Chitosan),這種甲殼素的氨基(-NH2)對甲醛(HCHO)等有害物質特別具有高度吸附分解能力，因此可達到有效凈化膠合劑中甲醛的效果，且其在生態系中易于分解、易于再生，所以沒有造成二次污染之虞。在如下分子式所示，該甲殼素具有氨基(-NH2):
可將曱醛吸附并將其轉換為無害的物質。其作用機制詳述如下曱殼素與曱醛的作用機制
曱殼素的帶有正電荷的氨基(-NH2)，可吸附甲醛(HCHO)并固定化，因此可將膠合劑中甲醛轉化成無害的物質，達到去除曱醛的目的，其反應機制為
本發明添加劑組成物可達成改善膠合劑中曱醛逸散的問題，此外，本發明添加劑組成物使用在一定比例下并不會改變膠合劑的物理性狀，且本發明添加劑可將膠合劑中甲醛吸附并將分解成水(1120)及其它無害的物質。
本發明添加劑組成物系包含甲殼素(Chitosan)以及用來溶解該曱殼素微粒子的有機酸，再使用具有輔助效果的抗敗血酸加以強化并利用過硫酸鉀改變其分子鍵，最后使用水(H20)為主的溶劑予均勻調和成水性膠合劑添加劑。
將本發明添加劑組成物以一定比例添加于水性膠合劑中，可達去除膠合劑中甲醛的效果，主要是該添加劑組成物利用均勻分布膠合劑中的甲殼素的氨基(-NH2)來吸附曱醛(HCHO)并分解，因此可將膠合劑中的曱醛轉化成水(H20)及其它無害的物質，達到去除甲醛目的。
另外，由前述說明可知，本發明添加劑組成物是利用水為主的溶劑將曱殼素和其它元素均勻混合而成，添加劑本身為完全不含發揮性的有機化合物的水性混合液，因此使用時不會危害人體健康，也不因耐間而起變化，而且本發明添加劑組成物可將曱醛吸附并將其轉換為水(H20)及其它無害的物質；是故，本發明添加劑可將傷害人體健康甚巨的膠合劑改善成一種令人安心的安全應用介質。
C = 0 +H2NR'
C = N
+ H20
圖1本發明添加劑組成物不同添加量使用于尿素甲醛樹脂時的曱醛去除效果比較圖。
圖2本發明添加劑組成物不同添加量使用于聚醋酸乙烯樹脂時的甲醛去除效果比較圖。
具體實施例方式
實施例1 本發明添加劑組成物的制備按以下重量稱取各原料(單位kg):
甲殼素3，有機酸2，抗敗血酸2，過硫酸鐘l，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽0.5,烷基硫酸鹽1.0,聚氧乙烯烷醚0.5,水90;
曱殼素與一定量的水(水的用量以能將曱殼素充分溶解于其中即可)混合盛裝在第一攪拌槽中作約20分鐘的初步混合攪拌至甲殼素完全溶解及不沉淀，得曱殼素基液，備用；將有機酸與剩余的水混合盛裝在第二攪拌槽中作約15分鐘的初步混合攪拌后，于連續攪拌運作中加入抗敗血酸并持續攪拌約15分鐘后，再緩慢地加入占總重量6/ 7的過硫酸鉀，確保無溶解不全或結塊的情形發生,然后持續攪拌約25至35分鐘后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽和烷基硫酸鹽，待攪拌至呈勻相的酸性基液后，將前述甲殼素基液緩慢地加入酸性基液中并持續攪拌約30分鐘，使該二種基液均勻混合，之后加入剩余(占總重量1/7)的過硫酸鉀，使混合液的黏度達到200~1600cps (室溫)，最后漸次地降緩攪拌速度直到溶液外觀呈淡黃色透明液體(攪拌過程中需避免在氣泡生成)，過濾去除雜質，分裝密封，即得。
實施例2 本發明添加劑組成物的制備
,以下重量稱取各原料(單位kg):曱殼素IO，有機酸12,抗敗血酸8，過硫酸鉀6，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽1.5,烷基硫酸鹽2.0，聚氧乙烯烷醚1.0, 水59.5;
甲殼素與一定量的水(水的用量以能將甲殼素充分溶解于其中即可)混合盛裝在第 一攪拌槽中作約20分鐘的初步混合攪拌至甲殼素完全溶解及不沉淀，得曱殼素基液，備用；將有機酸與剩余的水混合盛裝在第二攪拌槽中作約15分鐘的初步混合攪拌后，于連續攪拌運作中加入抗敗血酸并持續攪拌約15分鐘后， 再緩慢地加入占總重量6/7的過硫酸鉀，確保無溶解不全或結塊的情形發生， 然后持續攪拌約25至35分鐘后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙 烯醚硫酸鹽和烷基硫酸鹽，待攪拌至呈勻相的酸性基液后，將前述曱殼素 基液緩慢地加入酸性基液中并持續攪拌約30分鐘，使該二種基液均勻混合，之 后加入剩余(總重量1/ 7 )的過石克酸鉀，使混合液的黏度達到200 1600cps (室 溫)，最后漸次地降緩攪拌速度直到溶液外觀呈淡黃色透明液體(攪拌過程中 需避免在氣泡生成)，過濾去除雜質，分裝密封，即得。
實施例3 本發明添加劑組成物的制備
按以下重量稱取各原料(單位kg):甲殼素6，有機酸8，抗敗血酸4， 過石克酸鉀3，烷基聚氧乙烯醚碌u酸鹽1.0，烷基碌u酸鹽1.5，聚氧乙 烯烷醚0.8， 水75.7;
甲殼素與一定量的水(水的用量以能將曱殼素充分溶解于其中即可)混合 盛裝在第 一攪拌槽中作約20分鐘的初步混合攪拌至曱殼素完全溶解及不沉淀， 得曱殼素基液，備用；將有機酸與剩余的水混合盛裝在第二攪拌槽中作約15分 鐘的初步混合攪拌后，于連續攪拌運作中加入抗敗血酸并持續攪拌約15分鐘后， 再緩慢地加入過硫酸鉀，確保無溶解不全或結塊的情形發生，然后持續攪拌約 25至35分鐘后，依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽和 烷基疏酸鹽，待攪拌至呈勻相的酸性基液后，將前述甲殼素基液緩慢地加入 酸性基液中并持續攪拌約30分鐘，使該二種基液均勻混合，之后加入剩余(占 總重量1/7)的過硫酸鉀，使混合液的黏度達到200 1600cps (室溫)，最后 漸次地降緩攪拌速度直到溶液外觀呈淡黃色透明液體(攪拌過程中需避免在氣 泡生成)，過濾去除雜質，分裝密封，即得。
試驗例1 本發明添加劑組成物的應用效果試驗
請參看圖l所示，本發明添加劑組成物應用在尿素甲醛樹脂時，當本發明 添加劑組成物的添加比例分別為3wt%、 6wt%、 9wt。/。時，曱醛去除率分別為 32.5%、 55.6%、 57.6%。
請參看圖2所示，應用在聚醋酸乙烯樹脂時，當本發明添加劑組成物的添 加比例分別為3wt%、 6wt%、 9wt。/。時，甲醛去除率分別為30%、 46.9%、 65%,因此本發明添加劑能高效率地去除膠合劑中曱醛，其成效性已不容懷疑。
本發明并非局限于以上所述形式，很明顯地，對于本領域技術人員而言， 在參考上述說明后，能有更多的改良與變化，是以，凡有在相同的創作精神下 所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的范疇，并 予陳明。而緊接于后將以一具體實施例繼續說明，以進一步闡明本發明的創新 特征。
權利要求
1、一種去除膠合劑中甲醛的添加劑組成物，包括甲殼素，有機酸，抗敗血酸，過硫酸鉀，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基硫酸鹽、聚氧乙烯烷醚和水。
2、 按照權利要求1所述的添加劑組成物，其特征在于所述甲殼素是由含 氮多醣類生物性高分子經過高度去乙酰化反應后所得到的聚葡萄醣胺。
3、 按照權利要求1所述的添加劑組成物，其特征在于所述有機酸選自稀 醋酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸、柳酸或乳酸。
4、 按照權利要求1所述的添加劑組成物，其特征在于，各組分的重量百分 比為曱殼素3wt%~10wt% ,有機酸2wt。/。 12wt。/。，抗敗血酸2wt%~8wt% ， 過硫酸鉀lwt%~6wt% ，烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽0.5 wt % 1.5 wt %，烷 基硫酸鹽1.0 wt %~2.0 wt % 聚氧乙烯烷醚0.5 wt %~1.0 wt %,余 量為水。
5、 一種制備權利要求1所述添加劑組成物的方法，包括下述步驟(1) 曱殼素基液的制備將甲殼素與適量的水混合攪拌，使曱殼素溶解于 水中并無沉淀后，得甲殼素基液；(2) 酸性基液的制備將其余的水與有機酸混合攪拌，于連續攪拌運作中 加入抗敗血酸并持續攪拌，再緩慢地加入占總重量6/ 7的過硫酸鉀，然后持續 攪拌后依次加入聚氧乙烯烷醚、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽和烷基硫酸 鹽，待攪拌至呈勻相后，得酸性基液；(3) 混合酸性基液持續攪拌運作中，將曱殼素基液緩慢地加入到酸性基 液中并持續攪拌，使兩基液均勻混合后，將剩余的過硫酸鉀加入到混合液中， 最后漸次地降緩攪拌速度直到溶液外觀呈淡黃色透明液體，過濾去除雜質，分 裝密封，即得。
6、 權利要求l-5任何一項所述添加劑組成物牟去除膠合劑中所含曱醛中的 應用，包括將所述添加劑組成物直接添加到膠合劑中混合均勻，其加入量為 占膠合劑總重量的1~20%。
全文摘要
本發明公開了一種可去除膠合劑中甲醛的添加劑組成物及其制備方法。該添加劑組成物包括甲殼素，有機酸，抗敗血酸，過硫酸鉀，界面活性劑和水。其制備方法包括將甲殼素與適量水混合攪拌以制作甲殼素基液；將水、有機酸、抗敗血酸及過硫酸鉀混合攪拌以制造酸性基液；將所制備的甲殼素基液和酸性基液均勻混合，再以過硫酸鉀調整溶液，即得。本發明組合物通過甲殼素的螯合作用及氨基來吸附分解膠合劑中的甲醛，可將膠合劑中的甲醛轉化成水及其它無害的物質，達到去除甲醛目的，避免了因膠合劑中的甲醛釋放而產生的空氣污染。本發明添加劑組成物可有效去除膠合劑中甲醛且不改變膠合劑性狀，可廣泛應用添加于水性膠合劑中。
文檔編號C09J131/04GK101684395SQ200810168828
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月28日 優先權日2008年9月28日
發明者吳彩蓮, 吳正婷 申請人:吳彩蓮;吳正婷