一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑及其製備方法與流程
2023-06-07 09:51:31
本發明涉及空氣殺菌除味技術領域，具體地說，涉及一種兼具殺菌功能的除味劑及其製備方法。
背景技術：
作為第三汙染時期的標誌，「室內空氣汙染」已成為人們越來越關注的話題，人們平均每天絕大多數的時間是在室內度過，室內空氣品質直接影響著人們的身體健康。有調查顯示，室內空氣汙染程度常常比室外空氣汙染嚴重2-3倍，在某些情況下甚至可達100倍以上，所以，解決當前日益凸顯的室內空氣汙染問題已經刻不容緩。
目前，在家庭裝修完成後，各種裝修材料、地毯、家具、布藝、板材等會揮發出許多有害汙染物，主要包含甲醛、苯系物和其它揮發性有機物(VOCs)，並伴隨有漂浮的細菌病毒等，導致室內會有非常難聞的異味。
以二氧化鈦(TiO2)為代表的光觸媒被廣泛應用在塗料和裝修治理中。實驗證明，光觸媒在汙染物消除方面確實有效，從理論上來說不會造成二次汙染。但是，光觸媒產品的最大的弱點是必需有陽光或是紫外線的照射，每平方米達到2W的光照強度才能充分啟動光觸媒的治汙能力，一般的室內環境不能達到很好的啟動效果。市場上的其它空氣除味劑多以香型掩蓋或被動吸附的方法，不能有效吸收或除去氣味，且存在即時性而不能達到持久的效果。
天然植物提取液能夠迅速消除異味而不是暫時的掩蓋異味，它們大多含有多個共軛雙鍵體系，具有較強的提供電子對的能力，這樣增加了異味分子的反應活性。另外，植物提取液中的有效成份倍半萜多酯類、醇類化合物具有較強的生物活性,能夠有效攻擊空氣中的異味成分和病菌，削弱了異味分子中的化合鍵，使得異味分子的不穩定性增加，此時的異味分子因上述兩種原因使得它很容易與其他分子進行化學反應。然而單純的植物提取液易揮發，使得除味效果難以持久。
技術實現要素：
為了克服現有技術中室內有害氣體吸附劑吸附效果差、作用時間短等技術問題，本發明提供了一種可持續吸附環境中有害氣體的除味劑，在去味的同時，能夠很好的殺死室內的病菌，且作用時間持久。
為解決上述技術問題，本發明提供一種室內空氣除味劑，該室內空氣除味劑兼具殺菌功能，可持續吸附環境中有害氣體的除味劑，在去味的同時，能夠很好的殺死室內的病菌，且作用時間持久。
具體而言，本發明所述空氣除味劑，以重量份計，由包括如下組分的原料製備而成：植物提取液1-5份，超支化聚醯胺胺2-5份，助劑A2-10份，助劑B5-10份，以及去離子水70-90份；所述助劑A為二醇醚，所述助劑B為丙二醇。
優選地，本發明所述空氣除味劑，以重量百分比計，由如下組分的原料製備而成：植物提取液1-5％，超支化聚醯胺胺2-5％，助劑A2-10％，助劑B5-10％，以及去離子水餘量；所述助劑A為二醇醚，所述助劑B為丙二醇。
其中，所述植物提取液優選苦參提取液與選自艾草提取液、野菊花提取液和洋甘菊提取液中至少一種的混合液。
本發明的苦參提取物在除味劑中起主要的抗菌消毒作用，苦參提取物的苦參鹼具有較廣譜的殺菌活性，除在醫藥上的消炎抑菌活性外，苦參鹼也對多種病菌具有較強的生物活性。不僅可以用於空氣消毒，還可以對衣物、家居等物體表面進行消毒，滿足了人們的普遍的抗菌消毒要求。
採用上述搭配，所述植物提取液具有更為顯著的除異味效果。
本發明所述的苦參提取液為苦參的30％-70％乙醇提取物；具體即以苦參為原料，經30％-70％乙醇提取得到，其中富含苦參鹼、氧化苦參鹼等生物鹼和苦參醇、苦參啶醇等黃酮類化合物(活性成分)；具體的提取手段可採用常規技術，如可參照索式提取法。此外，所述苦參提取液也可以經市售夠得，如本發明所述的苦參提取液可購自深圳英博特進出口貿易有限公司，其中活性成分(黃酮類化合物)的含量在15～20％。
本發明所述的艾草提取液為艾草的30％-50％乙醇提取物；具體即以艾草為原料，經30％-50％乙醇提取得到，其中富含1.8-桉葉素、松油醇、側柏醇、莰烯等多種活性成分，具體的提取手段可採用常規技術，如可參照回流提取法。此外，所述艾草提取液也可以經市售夠得，如本發明所述的艾草提取液可購自深圳英博特進出口貿易有限公司，其中活性成分(如上所述)的含量在15～20％。
本發明所述的野菊花提取液為野菊花的水提物；具體即以野菊花為原料，經水提取得到，其中富含黃酮類、半萜烯類、多糖、菊醇和微量元素等多種活性成分，具體的提取手段可採用常規技術，如可參照水蒸氣蒸餾法。此外，所述野菊花提取液也可以經市售夠得，如本發明所述的野菊花提取液可購自深圳英博特進出口貿易有限公司，其中活性成分(如上所述)的含量在15～20％。
本發明所述的洋甘菊提取液為洋甘菊的50％-80％乙醇提取物；具體即以洋甘菊為原料，經50-80％乙醇提取得到，其中富含黃酮類、菊花內酯、菊酮和菊醇等多種活性成分，具體的提取手段可採用常規技術，如可參照超聲浸提法。此外，所述洋甘菊提取液也可以經市售夠得，如本發明所述的洋甘菊提取液可購自深圳英博特進出口貿易有限公司，其中活性成分成分(如上所述)的含量在15～20％。
優選地，所述植物提取液為苦參提取液和野菊花按重量比1:1組成的混合液，以實現更理想的協同效應。
本發明所述超支化聚醯胺胺由二乙烯基三胺以及丙烯酸甲酯兩種單體合成得到，現有技術公開的多種超支化聚醯胺胺的合成方法都可以用於實現本發明。
作為優選方案，本發明同時提供了所述超支化聚醯胺胺的一種理想的合成方法，具體包括如下步驟：
(1)向二乙烯基三胺的甲醇溶液中加入丙烯酸甲酯，在0-20℃下，進行加成反應，反應時間不超過12小時(優選6±1小時)；其中，二乙烯基三胺與丙烯酸甲酯的摩爾比為1:1；
(2)反應結束後分四個階段依次升溫至60℃、100℃、120℃和140℃，前兩個升溫階段用水泵保持真空，後兩個升溫階段換用油泵保持真空，總反應時間為6-24小時(優選12±1小時)；即得超支化聚醯胺胺。
本發明採用一步法合成超支化聚醯胺胺，所用原料均為化工領域中常用的中間體，易於獲得，操作步驟簡單。
本發明所述超支化聚醯胺胺由於分子間具有大量的伯胺、仲胺、叔胺基團，對甲醛等有害物質具有高度吸附分解能力，使除醛效率非常高，同時，其高度支化的內部獨特的納米微孔三維結構可以螯合離子和吸附有機小分子。另外其分子呈無鏈纏結網狀結構，成膜性好，同時末端含有大量親水性基團(-NH2)，能夠在水中形成乳液，可以使植物提取液的有效成分穩定存在於基體中，在阻擋異味釋放的同時高效吸收空氣中的異味，並可保持長效吸附作用，持續吸收分解游離在空氣中的有害物質。
因而本發明把超支化聚醯胺胺吸附降解有機物的能力同植物提取液除味殺菌等的優良特性結合起來，利用相應助劑進一步改善其物化性能，製備穩定持久的複合型空氣除味劑,對於治理室內空氣汙染問題有著十分重要的意義。
本發明所述助劑A優選為丙二醇甲醚，丙二醇正丙醚，丙二醇正丁醚中的一種或多種的混合物，更優選地，為丙二醇正丙醚和丙二醇正丁醚按重量比1:1組成的混合物。
本發明採用二醇醚作為助劑A，其具有適宜的HLB值，極高的安全性和極好的化學穩定性。可以提高植物提取液本身及與超支化聚醯胺胺混合的穩定性，從而提高除異味的效率且能均勻的保持，即使開窗通風也能夠使有效成分保持一定強度且均勻分布在室內空間。
作為本發明的一個優選方案，本發明提供一種室內空氣除味劑，以重量百分比計，由如下組分的原料製備而成：植物提取液1-5％，超支化聚醯胺胺2-5％，助劑A2-10％，助劑B5-10％，以及去離子水餘量；
其中，所述植物提取液為苦參提取液和野菊花提取液按重量比1:1組成的混合液；所述超支化聚醯胺胺由二乙烯基三胺以及丙烯酸甲酯合成得到；所述助劑A為丙二醇正丙醚和丙二醇正丁醚按重量比1:1組成的混合液；所述助劑B為丙二醇。
在上述配方下，所述室內空氣除味劑能夠更加穩定、均勻、有效。
本發明的另一個目的是提供所述除味劑的製備方法，所述製備方法具體為：向所述超支化聚醯胺胺中加入其2-8倍重量份的所述去離子水，然後加入所述植物提取液以及所述助劑A，攪拌，再依次加入所述助劑B及剩下的所述去離子水，攪拌均勻，即得空氣除味劑。
優選地，向所述超支化聚醯胺胺中加入其5倍重量份的所述去離子水。
本發明以去離子水作為主要溶劑，加入超支化聚醯胺胺、天然植物提取液及其它助劑，進行適當混勻復配而成，本身為不含揮發性有機汙染物的水溶液，使用時不會危害人體健康，且對環境友好。
此外，本發明所述除味劑雖然含有植物提取物，但其穩定性良好，使用過程中發現，即使存放三年，依然能夠保持原有的空氣吸附、淨化效果不變，保質期在三年以上，且成本低廉，具有廣闊的應用前景。
具體實施方式
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用原料均為市售商品。
如苦參提取液、艾草提取液、野菊花提取液和洋甘菊提取液可分別購自深圳英博特進出口貿易有限公司和陝西博林生物技術有限公司。
本發明中涉及到的百分號「％」，若未特別說明，是指重量百分比；但溶液的百分比，除另有規定外，是指100mL溶液中含有溶質的克數。
實施例1
本實施例提供了合成超支化聚醯胺胺(用於以下實施例)的方法，具體過程如下：
(1)向體積濃度為35％的二乙烯基三胺的甲醇溶液中加入丙烯酸甲酯，於0-20℃發生加成反應，反應時間為5小時；其中，二乙烯基三胺與丙烯酸甲酯的摩爾比為1:1；
(2)反應結束後分四個階段升溫至60℃、100℃、120℃和140℃，其中初期(升溫至60℃、100℃，升溫速度可採用經驗值)階段用水泵保持真空，階段三(升溫至120℃、140℃，升溫速度可採用經驗值)後換用油泵。總共反應時間為24小時。即得超支化聚醯胺胺。
實施例2
本實施例提供一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑，原料成分包括超支化聚醯胺胺、植物提取液、二醇醚、丙二醇和去離子水，各原料成分的重量比例為：超支化聚醯胺胺佔5％，苦參提取液佔2.5％，野菊花提取液佔2.5％，丙二醇正丙醚佔5％，丙二醇正丁醚佔5％，，丙二醇佔10％，去離子水佔70％。
實施例3
本實施例提供一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑，原料成分包括超支化聚醯胺胺、植物提取液、二醇醚、丙二醇和去離子水，各原料成分的重量比例為：超支化聚醯胺胺佔5％，苦參提取液佔2.5％，艾草提取液佔2.5％，丙二醇正丙醚佔5％，丙二醇正丁醚佔5％，丙二醇佔10％，去離子水佔70％。
實施例4
本實施例提供一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑，原料成分包括超支化聚醯胺胺、植物提取液、二醇醚、丙二醇和去離子水，各原料成分的重量比例為：超支化聚醯胺胺佔2％，苦參提取液佔0.5％，野菊花提取液佔0.5％，丙二醇正丙醚佔1％，丙二醇甲醚佔1％，丙二醇佔5％，去離子水佔90％。
實施例5
本實施例提供一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑，原料成分包括超支化聚醯胺胺、植物提取液、二醇醚、丙二醇和去離子水，各原料成分的重量比例為：超支化聚醯胺胺佔3％，苦參提取液佔2％，艾草提取液佔1％，洋甘菊提取液佔2％，丙二醇正丙醚佔5％，丙二醇正丁醚佔5％，丙二醇佔5％，去離子水佔77％。
實施例6
本實施例提供一種兼具殺菌功能的室內空氣除味劑，原料成分包括超支化聚醯胺胺、植物提取液、二醇醚、丙二醇和去離子水，各原料成分的重量比例為：超支化聚醯胺胺佔2％，苦參提取液佔2％，洋甘菊提取液佔2％，丙二醇正丙醚佔5％，丙二醇佔5％，去離子水佔84％。
實施例7
本實施例提供實施例2-6任一項所述空氣除味劑的製備方法，具體為：向所述超支化聚醯胺胺中加入其5倍重量份的所述去離子水，然後加入所述植物提取液以及所述助劑A，攪拌，再依次加入所述助劑B及剩下的所述去離子水，攪拌均勻，即得。
為了進一步驗證本發明所述室內空氣除味劑的優異應用性能，本發明同時展開了一系列性能驗證實驗，篇幅所限，此處僅列舉1個具備代表性的實驗例。
實驗例1
實驗對象：膠合板
實施例2-4：本發明實施例2-4所製備得到的室內空氣除味劑；
對照組1：市售的異味清除劑(購自上海某環保生物技術有限公司)，主要成分為零陵香、桉葉、薄荷提取液；
對照組2：與實施例2相比，區別點僅在於不加入超支化聚醯胺胺；
實驗方法：以膠合板作為異味釋放源，稱取1kg大小均一的膠合板樣品，噴塗實施例2，3，4中的空氣除味劑，自然風乾後，放入小型環境艙(直徑42cm，高72cm)底部，然後將小型環境艙密封。作為對照試驗，以對照組1、對照組2的除味劑作對膠合板樣品作相同的上述處理，同時準備空白膠合板樣品(未做任何處理)，同樣條件下，密閉放置。
1天後、3天後和7天後打開環境艙，由6名參與者根據以下基準判斷所聞到的異味。其中，試驗中，除了1天後、3天後和7天後打開環境艙以外，將環境艙維持密閉的狀態。同時採用酚試劑法測定了1天後、3天後和7天後環境艙內的甲醛濃度。
評價基準
1分：聞到稍微弱的異味
2分：聞到微弱的異味
3分：聞到稍濃烈的異味
4分：聞到濃烈的異味
實驗結果：空氣除味劑的性能實驗結果如表1所示
表1
異味的判定結果為6名參與者判定結果的平均值。
通過表1可以看出，實施例2-6的空氣除味劑對甲醛及異味的清除效果好且持久。相比於對照組1和2，更適合空氣中甲醛及異味等有害氣體的清除。
以上所述，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能限定本申請實施範圍，即在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。