專利名稱：具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種吸水樹脂組合物及其制備方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于衛(wèi)生材料的吸收體中時，具有特別持久除臭(異味)效果的吸水樹脂組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，吸水樹脂以其優(yōu)異的吸收體液(尿或血液)能力，在紙尿布、生理用衛(wèi)生巾、失禁襯墊等衛(wèi)生材料中，作為其主要的構(gòu)成材料之一獲得了廣泛的應(yīng)用。以往，作為對上述吸水性樹脂所要求的吸水特性，是指其在接觸體液等水性液體時具有較高的吸水倍率、優(yōu)異的吸收速度、通液性和較高的凝膠強度。而對于衛(wèi)生材料如一次性尿布和衛(wèi)生巾，特別是用于成人的尿布等的吸水性樹脂，除了上述這些吸收特性外， 還希望其具有除臭、除異味的附加功能。因此，為賦予吸水樹脂以除臭性的嘗試，有人提出了各種除臭劑和抗菌劑的組合。例如，在中國專利(公開號CN 101821331A)中記載了在吸水樹脂中添加竹提取物和茶提取物，來實現(xiàn)除臭和抗菌的目的。在中國專利(公開號CN 1349419A)中記載了通過在吸水樹脂上適當噴上含有羧基單體的溶液和選擇性的加入熱解法二氧化硅的方法來提高吸水樹脂的除臭效果，以及將從葡萄柚種子和/或香草中提取出來的天然抗菌成分內(nèi)置、或載持于吸水樹脂后所得到的吸水性樹脂組合物(日本公開專利特開平9-208787號公報)。另外還有將活性炭或者沸石等多孔材料與吸水樹脂混合，通過物理吸附臭味物質(zhì)如氨等來達到除臭的目的。上述提高吸水樹脂除臭性的方法，在實際使用中有時并不能發(fā)揮充分效果，如通過在吸水樹脂中加入除臭物質(zhì)或活性炭、沸石等方法， 雖然可能對滲入吸水樹脂中的液體(如尿)具有除臭能力，但對固體排泄物，由于衛(wèi)生材料的結(jié)構(gòu)限制使其不能與吸水樹脂相接觸，故不能起到除臭的效果。而一些芳香性物質(zhì)的添加雖然能改善吸水樹脂對固體排泄物等的除臭效果，但是由于芳香性物質(zhì)具有高度揮發(fā)性，造成其除臭效果不能持久。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。所述的吸水樹脂組合物，包括吸水樹脂和混合在所述吸水樹脂中的、由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊；所述微膠囊的粒徑為5 10 ii m ;由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊的重量含量，以所述吸水樹脂組合物的總重量為基準為0. 5-30wt% ；所述吸水樹脂包括部分中和并交聯(lián)的聚丙烯酸、水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物、中和的乙酸乙酯-丙烯酸酯聚合物等，但是，本發(fā)明不具體限制吸水樹脂的種類；所述外層為水溶性材料；所述內(nèi)層為多孔水不溶性材料；
所述囊芯為芳香物質(zhì)；以吸水樹脂為基準，100重量份吸水樹脂，含有0. 5-30重量份的芳香物質(zhì)；外層與內(nèi)層的重量比為I : I I : 3 ;所述的水溶性材料選自鈉基蒙脫土、P -環(huán)糊精、麥芽糊精或阿拉伯膠中的一種以上，優(yōu)選鈉基蒙脫土、￠-環(huán)糊精、麥芽糊精和阿拉伯膠的混合物，重量比為鈉基蒙脫土 P -環(huán)糊精麥芽糊精阿拉伯膠= I I 3 4 12 I 3;所述多孔水不溶性材料為脲醛樹脂，孔隙率為2 30 %，優(yōu)選10 30 % ;所述芳香物質(zhì)優(yōu)選橘子精油、檸檬精油或丁香精油中的一種以上；制備所述的吸水樹脂組合物的方法，包括如下步驟(I)室溫下,攪拌下,將芳香油加入pH為2. 5 4. 5的水相,乳化30 60min后， 加入甲醛溶液，以為0. 5-10°C /min的升溫速率，將溶液升溫至50_60°C，反應(yīng)3_5h，用重量濃度為5 10 %的NaOH水溶液，調(diào)節(jié)pH值調(diào)為6. 8 7. 2，然后收集包裹了芳香油的內(nèi)層， 為脲醛樹脂微膠囊；所述的水相包括如下重量份數(shù)的組分水100份，尿素I. 25 5份，氯化銨0. 125 0. 5份，間苯二酚0. 125 0. 5份， 氯化鈉0-10份，表面活性劑0. I 0. 4份，使水相的pH為2. 5 4. 5的氫氧化鈉或鹽酸；所述表面活性劑優(yōu)選陰離子小分子表面活性劑或含有羧基的陰離子高分子表面活性劑，如乙烯-馬來酸酐共聚物；優(yōu)選的，所述的水相包括如下重量份數(shù)的組分水100份，尿素2 4份，氯化銨0. 2 0. 4份，間苯二酚0. 2 0. 4份，氯化鈉 2-6份，表面活性劑0. 2 0. 35份；所述甲醛溶液的重量濃度為36 37% ;甲醛溶液的加入量為尿素重量的200 300% ;(2)將乳化劑、鈉基蒙脫土、P -環(huán)糊精、麥芽糊精、阿拉伯膠和水混合，獲得外層混合物；優(yōu)選的，將獲得的外層混合物，在70_80°C，IOOOOrpm的轉(zhuǎn)速下，輔以超聲振蕩， 30 60分鐘后，冷卻至40 45°C ；重量比為基蒙脫土 P -環(huán)糊精麥芽糊精阿拉伯膠= I 1.5 3 4 8 I. 5 3;鈉基蒙脫土、P -環(huán)糊精、麥芽糊精和阿拉伯膠的總重量在水中的重量百分比含量為15 40%，優(yōu)選的為20 35% ；在攪拌條件下，將步驟I制備的包裹了芳香油的內(nèi)層，加入上述的外層混合物，攪拌分散0. 5-lh后，將上述溶液干燥造粒，得到由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊；所述的干燥造粒，可在離心式噴霧干燥器中干燥造粒；包裹了芳香油的內(nèi)層與外層混合物的重量比為I : I I : 3;(3)將步驟(2)獲得的由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊與吸水性樹脂相混合，其中微膠囊在組合物中的含量為0. 5-30wt%，微膠囊的粒徑大小應(yīng)與吸水樹脂的顆粒大小相符。本發(fā)明中使用的吸水樹脂包括部分中和并交聯(lián)的聚丙烯酸、水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物、中和的乙酸乙酯-丙烯酸酯聚合物等，但是，本發(fā)明不具體限制吸水樹脂的種類。本發(fā)明的有益效果是所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其中，含有的微膠囊具有雙層囊壁， 即內(nèi)層多孔不溶于水性液體的囊壁和外層易溶于水的囊壁，當這種具有雙層囊壁的微膠囊在未接觸體液等水性液體時不釋放芳香氣味，具有良好的貯藏性能，而當該微膠囊在接觸水性液體時，這種雙層微膠囊外部的水溶性薄膜在水性液體中溶解，這樣微膠囊中具有芳香氣味的囊芯物質(zhì)透過內(nèi)層水不溶性的多孔的囊壁緩慢釋放出來，從而起到持久遮蔽臭味、除異味的目的。


圖I為由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為不同工藝參數(shù)制備的單層脲醛樹脂微膠囊和雙層微膠囊在室溫下的芯材在空氣中的釋放曲線，其中1#為實施例I中，步驟I所制備的單層微膠囊的釋放曲線，對應(yīng)的2#、3#為實施例2、3中步驟I所制備的單層微膠囊的釋放曲線。4#為實施例I所制備的雙層微膠囊的釋放曲線。
具體實施例方式參見圖1，所述的微膠囊，由外層I、內(nèi)層2和囊芯3依次包裹構(gòu)成。實施例I(I)室溫下，在250ml四口燒瓶中，加入IOOg濃度為0. 4wt %的高分子表面活性劑-乙烯-馬來酸酐共聚物的水溶液，攪拌下，向其中加入2. 5g尿素、0. 25g的氯化銨、 0. 25g間和2. 5的氯化鈉作為制備微膠囊的水相；用重量濃度為5%的鹽酸將溶液的pH值調(diào)至3. 5，邊攪拌邊滴加20g的檸檬香精。 乳化30min，加入6. 4g的重量濃度為37%的甲醛溶液。調(diào)節(jié)升溫速率為0. 5°C /min，將溶液升溫至55°C，保溫反應(yīng)3h，用重量濃度為5%的NaOH水溶液，將反應(yīng)液的pH值調(diào)為7，冷卻、水洗去除未沉積在囊芯上的脲醛顆粒，抽濾、室溫冷卻，獲得包裹了芳香油的內(nèi)層，為脲醛樹脂微膠囊，孔隙率為30% ；(2)室溫下,250ml燒杯中加入IOOg濃度為0. lwt%的十二燒基苯磺酸鈉水溶液，2g鈉基蒙脫土、2g@-環(huán)糊精、14g麥芽糊精、2g阿拉伯膠，將上述制備的水溶液升溫至 700C，在乳化機中，IOOOOrpm條件下乳化，期間輔以超聲振蕩，超聲頻率39KHz功率120w。30 分鐘后，將上述溶液冷卻至40°C，在攪拌條件下，加入步驟I制備的脲醛樹脂微膠囊20g，攪拌分散0. 5h后將上述溶液在離心式噴霧干燥器中干燥造粒，得到含雙層囊壁的芳香微膠囊，平均粒徑為8iim;(3)將步驟2制備的雙層囊壁微膠囊與吸水樹脂混合，其中微膠囊占吸水組合物的質(zhì)量分數(shù)為5% ；吸水樹脂選自聚丙烯酸類高吸水樹脂，粒徑為300 U m。實施例2
實施例I中，在步驟I中將升溫速率調(diào)節(jié)為2V /min，其余同實施例I實施例3實施例I中，在步驟I的水相中不添加氯化鈉，其他條件同實施例I。實施例4(I)室溫下，在250ml四口燒瓶中，加入IOOg濃度為0. 2wt %的高分子表面活性劑-阿拉伯膠水溶液，攪拌下，向其中加入4. 5g尿素、0. 15g的氯化銨、0. 45g的間苯二酹和 8g的氯化鈉作為制備微膠囊的水相；用重量濃度為5%的鹽酸將溶液的pH值調(diào)至2. 5，邊攪拌邊滴加20g的橘子香精。 乳化30min，加入9. 5g的重量濃度為37%的甲醛溶液。調(diào)節(jié)升溫速率為1°C /min，將溶液升溫至55°C，保溫反應(yīng)3h，用重量濃度為5%的NaOH水溶液，將反應(yīng)液的pH值調(diào)為7，冷卻、水洗去除未沉積在囊芯上的脲醛顆粒，抽濾、室溫冷卻，獲得包裹了芳香油的內(nèi)層，為脲醛樹脂微膠囊，孔隙率為10% ；(2)室溫下，250ml燒杯中加入IOOg濃度為0. Iwt %的十二烷基硫酸鈉鈉水溶液，3g鈉基蒙脫土、3g@-環(huán)糊精、12g麥芽糊精、8g阿拉伯膠，將上述制備的水溶液升溫至 700C，在乳化機中，IOOOOrpm條件下乳化，期間輔以超聲振蕩，超聲頻率39KHz功率120w。30 分鐘后，將上述溶液冷卻至45°C，在攪拌條件下，加入步驟I制備的脲醛樹脂微膠囊40g，攪拌分散0. 5h后將上述溶液在離心式噴霧干燥器中干燥造粒，得到含雙層囊壁的芳香微膠囊，平均粒徑為7iim;(3)將步驟2制備的雙層囊壁微膠囊與吸水樹脂混合，其中微膠囊占吸水組合物的質(zhì)量分數(shù)為3%。吸水樹脂選自水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物，粒徑為300 U m。微膠囊的釋放性能測定結(jié)果示圖2，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，通過改變制備脲醛樹脂微膠囊過程中的反應(yīng)條件，脲醛樹脂單層微膠囊的致密性發(fā)生了變化，相對應(yīng)的其對囊芯物質(zhì)的釋放速率也發(fā)生了改變，說明可以通過調(diào)節(jié)微膠囊化過程中的反應(yīng)條件來達到控制囊芯芳香物質(zhì)釋放的目的。同時，在脲醛樹脂微膠囊外包裹一層水溶性囊壁后微膠囊的釋放速率明顯減緩，從而大大提高了該微膠囊的貯存壽命。
權(quán)利要求
1.具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特征在于，包括吸水樹脂和混合在所述吸水樹脂中的、由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊；所述外層為水溶性材料；所述內(nèi)層為多孔水不溶性材料；所述囊芯為芳香物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特征在于，由外層、 內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊的重量含量，以所述吸水樹脂組合物的總重量為基準為O.5-30wt%,以吸水樹脂為基準，100重量份吸水樹脂，含有O. 5-30重量份的芳香物質(zhì)，外層與內(nèi)層的重量比為I : I I : 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特征在于，所述微膠囊的粒徑為5 10 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特征在于，所述的水溶性材料為鈉基蒙脫土、β_環(huán)糊精、麥芽糊精和阿拉伯膠的混合物，重量比為鈉基蒙脫土 β -環(huán)糊精麥芽糊精阿拉伯膠=I : I 3 : 4 12 : I 3 ;所述多孔水不溶性材料為脲醛樹脂，孔隙率為2 30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特征在于，所述吸水樹脂包括部分中和并交聯(lián)的聚丙烯酸、水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物或中和的乙酸乙酯-丙烯酸酯聚合物，所述芳香物質(zhì)為橘子精油、檸檬精油或丁香精油中的一種以上。
6.制備權(quán)利要求I 5任一項所述的吸水樹脂組合物的方法，包括如下步驟(1)室溫下，攪拌下，將芳香油加入pH為2.5 4. 5的水相，乳化30 60min后,加入甲醛溶液，以為O. 5-10°C /min的升溫速率，將溶液升溫至50_60°C，反應(yīng)3_5h，用重量濃度為5 10%的NaOH水溶液，調(diào)節(jié)pH值調(diào)為6. 8 7. 2，然后收集包裹了芳香油的內(nèi)層，為脲醛樹脂微膠囊；所述的水相包括如下重量份數(shù)的組分水100份，尿素I. 25 5份，氯化銨O. 125 O. 5份，間苯二酚O. 125 O. 5份，氯化鈉0-10份，表面活性劑O. I O. 4份，使水相的pH為2. 5 4. 5的氫氧化鈉或鹽酸；所述表面活性劑為陰離子小分子表面活性劑或含有羧基的陰離子高分子表面活性劑；所述甲醛溶液的重量濃度為36 37% ;甲醛溶液的加入量為尿素重量的200 300% ；(2)將乳化劑、鈉基蒙脫土、β_環(huán)糊精、麥芽糊精、阿拉伯膠和水混合，獲得外層混合物；重量比為基蒙脫土 β-環(huán)糊精麥芽糊精阿拉伯膠 =I 1.5 3 4 8 I. 5 3;鈉基蒙脫土、β_環(huán)糊精、麥芽糊精和阿拉伯膠的總重量在水中的重量百分比含量為 15 40% ；在攪拌條件下，將步驟I制備的包裹了芳香油的內(nèi)層，加入上述的外層混合物，攪拌分散O. 5-lh后，將上述溶液干燥造粒，得到由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊；包裹了芳香油的內(nèi)層與外層混合物的重量比為I:I I:3;(3)將步驟(2)獲得的由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊與吸水性樹脂相混合，其中微膠囊在組合物中的含量為O. 5-30wt%，獲得所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的水相包括如下重量份數(shù)的組分水 100份，尿素I. 25 5份，氯化銨O. 125 O. 5份，間苯二酚O. 125 O. 5份，氯化鈉0-10 份，表面活性劑O. I O. 4份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其制備方法，吸水樹脂組合物包括吸水樹脂和混合在所述吸水樹脂中的、由外層、內(nèi)層和囊芯依次包裹構(gòu)成的微膠囊，外層為水溶性材料，內(nèi)層為多孔水不溶性材料，囊芯為芳香物質(zhì)。本發(fā)明的微膠囊，具有雙層囊壁，內(nèi)層多孔不溶于水性液體的囊壁和外層易溶于水的囊壁，當這種具有雙層囊壁的微膠囊在未接觸體液等水性液體時不釋放芳香氣味，具有良好的貯藏性能，而當該微膠囊在接觸水性液體時，這種雙層微膠囊外部的水溶性薄膜在水性液體中溶解，這樣微膠囊中具有芳香氣味的囊芯物質(zhì)透過內(nèi)層水不溶性的多孔的囊壁緩慢釋放出來，從而起到持久遮蔽臭味、除異味的目的。
文檔編號C08L33/00GK102585415SQ201110430659
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者周曉東, 楊志亮, 楊志興, 胡延杰, 范傳杰 申請人:華東理工大學, 山東昊月樹脂有限公司