銀抑菌透氣吸水丙烯酸酯泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于吸水材料領(lǐng)域，具體涉及一種銀抑菌透氣吸水丙烯酸酯泡沫材料及其 制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在的衛(wèi)生用品，里面的吸水材料主要是具有顆粒狀的合成樹脂，吸水、吸尿或吸 血以后會(huì)形成凝膠，容易成團(tuán)，導(dǎo)致較難固定在一個(gè)位置，實(shí)際使用過(guò)程中令人很不舒服。 因此開發(fā)塊狀的柔軟吸水材料有著重要的意義。
[0003] 通常的血液是由血細(xì)胞、血漿等組成的。血細(xì)胞的直徑為8 ilm左右，而丙烯酸分 子的直徑遠(yuǎn)小于血細(xì)胞的直徑。因此血細(xì)胞不易被凝膠狀的高吸水性樹脂所吸收，只能停 留在高吸水性樹脂的表面，吸收的只是血液中的血漿等成分。所以開發(fā)多孔型聚合物，以擴(kuò) 大比表面積，提高滲透性，加快液體的吸收速度與吸收率等方面具有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 和社會(huì)效益。
[0004] 申請(qǐng)人已經(jīng)研究了一種具有合適孔徑的丙烯酸酯泡沫材料201410147721. 5,其具 有高的吸水率及較佳的保水性能，可以用于制作衛(wèi)生用品。然而衛(wèi)生用品被尿液等體液污 染后，容易滋生細(xì)菌，容易引發(fā)皮膚過(guò)敏等問(wèn)題；另外，由于透氣性不足，也同樣容易引發(fā)皮 膚痕癢的問(wèn)題。
[0005] 有鑒于此，研究一種具有抑菌性能及良好透氣性能的吸水丙烯酸酯泡沫材料可以 進(jìn)一步提升該泡沫材料在衛(wèi)生用品的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抑菌透氣吸水丙烯酸酯泡 沫材料的制備方法；本發(fā)明制備的丙烯酸酯泡沫材料除了具有較高的吸水率和較佳的保水 性能，同時(shí)由于添加了具有抑菌作用的微粒，具有抑菌性能，并且具有較佳的透氣性，能提 升該泡沫材料在衛(wèi)生用品的應(yīng)用價(jià)值。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供由本發(fā)明制備方法制備得到的抑菌透氣吸水丙烯酸 酯泡沫材料。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述抑菌透氣吸水丙烯酸酯泡沫材料在衛(wèi)生用品中 的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0010] 銀抑菌透氣吸水丙烯酸酯泡沫材料的制備方法，包括如下步驟：
[0011] S1.配制油相體系：按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)稱取50%~85%單官能丙烯酸酯類單體、 2%~40%交聯(lián)劑、5%~10%的銀抑菌微粒、5%~8%乳化劑攪拌混勻；
[0012] S2.配制水相體系：配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 01~3%的電解質(zhì)水溶液；
[0013] S3.在60~80°C下將水相體系分2~4次加入油相體系中，并且在油相體系首次 加入水相時(shí)，往體系中添加相對(duì)于油相體系重量1~3%的輕質(zhì)碳酸鈣；攪拌均勻，最終水 相與油相的質(zhì)量比為10~50 :1 ;
[0014] S4.向步驟S3的混合體系中加入水溶性引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)；
[0015] S5.將步驟S4所得聚合產(chǎn)物置于80~100°C下恒溫固化、洗滌、脫水干燥即得產(chǎn) 品；
[0016] 所述單官能丙烯酸酯類單體為單官能丙烯酸烷基酯和單官能甲基丙烯酸烷基酯 的混合物；其中，所述單官能丙稀酸烷基醋與單官能甲基丙稀酸烷基醋的質(zhì)量比為7 :1~ 10 ：1 ；
[0017] 所述交聯(lián)劑為多官能丙烯酸烷基酯或多官能甲基丙烯酸烷基酯中的一種或多種。
[0018] 本發(fā)明中，所述的銀抑菌微粒是指抑菌有效成份僅為銀的抑菌微粒。銀抑菌微粒 已經(jīng)被應(yīng)用在其它領(lǐng)域制備具有抑菌功能的產(chǎn)品。而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于丙烯酸酯發(fā)泡材料， 銀抑菌微粒的添加會(huì)對(duì)發(fā)泡過(guò)程泡孔的形成有影響。因此需要對(duì)單體比例、抑菌微粒的添 加量等進(jìn)行調(diào)節(jié)，才有可能獲得具有較高的吸水率和較佳的保水性能，并且具有抑菌作用 的丙烯酸酯發(fā)泡材料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果體系中銀抑菌微粒的添加量少于5%，則無(wú)法達(dá)到 明顯的抑菌效果，同時(shí)，如果銀抑菌微粒的添加量大于10%，則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的泡孔尺寸變 小，吸水和保水性能下降。同時(shí)，控制丙烯酸酯單體的混合比例，也有助于對(duì)維持抑菌發(fā)泡 材料的泡孔尺寸，使其不至于因?yàn)殂y抑菌微粒的加入導(dǎo)致吸水和保水性能下降。
[0019] 輕質(zhì)碳酸鈣的加入，也會(huì)對(duì)發(fā)泡效果有影響，但如果輕質(zhì)碳酸鈣的添加量過(guò)少，則 不能達(dá)到改善透氣性能的目的。經(jīng)發(fā)明人研究，在相對(duì)于油相重量1~3%比例下添加輕質(zhì) 碳酸鈣，能達(dá)到顯著改善透氣性能的目的。
[0020] 優(yōu)選地，所述單官能丙烯酸烷基酯與單官能甲基丙烯酸烷基酯的質(zhì)量比為8 :1。
[0021] S3.中，水相與油相的比例，同樣會(huì)影響發(fā)泡孔徑的大??；優(yōu)選地，所述水相與油 相的質(zhì)量比為20~40:1。
[0022] 添加電解質(zhì)可以改善發(fā)泡材料的吸水性能，并且材料的柔韌性更好，不易裂開。
[0023] 本發(fā)明所述電解質(zhì)為本領(lǐng)域常規(guī)可溶性電解質(zhì)，目的是提高體系的鹽離子濃度降 低油溶性的單體、共聚單體在水相中的溶解度，優(yōu)選地，所述電解質(zhì)為金屬離子化合物中的 一種或多種。
[0024] 優(yōu)選地，所述金屬離子化合物的陽(yáng)離子為鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子、鋁離 子、鋅離子或鐵離子，陰離子為氯離子、硝酸根離子、硼酸根離子、磷酸根離子或碳酸根離 子；上述陽(yáng)離子和陰離子組合的離子化合物不溶于水或微溶于水的除外。
[0025] 優(yōu)選地，所述金屬離子化合物為氯化鈣、硝酸鈣、氯化鋁、硝酸鋁、氯化鎂、硝酸鎂、 磷酸鉀、磷酸鈉、硼酸鉀、硼酸鈉、碳酸鉀或碳酸鈉。上述電解質(zhì)包含強(qiáng)堿弱酸鹽或強(qiáng)酸軟堿 鹽，這些鹽具有一定的pH值緩沖性能，更有利于乳液聚合的順利進(jìn)行。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可根據(jù)常識(shí)排除多種金屬離子化合物組合使用產(chǎn)生沉淀的情況。
[0026] 優(yōu)選地，所述金屬離子化合物為氯化鈣、硝酸鈣或氯化鋁。
[0027] 優(yōu)選地，所述電解質(zhì)水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%~1 %。
[0028] 所述銀抑菌微?？梢允鞘惺鄣囊志⒘?，可以是銀與基體樹脂形成的微粒，或者 是納米銀。銀抑菌微粒的大小對(duì)泡沫發(fā)泡過(guò)程有一定影響，優(yōu)選地，所述銀抑菌微粒的平均 直徑小于5 y m。
[0029] 所述輕質(zhì)碳酸鈣可以是微粒碳酸鈣、微粉碳酸鈣、微細(xì)碳酸鈣、超細(xì)碳酸鈣或超微 細(xì)碳酸鈣中的任意一種或幾種，它們的分類是依據(jù)其原始平均粒徑。優(yōu)選地，所述輕質(zhì)碳酸 鈣為、微粉碳酸鈣或微細(xì)碳酸鈣。這兩種在本發(fā)明的體系中有更好的分散效果。
[0030] 本發(fā)明加入乳化劑的作用一方面是與單體在水中形成乳液，為乳液聚合提供條 件，另一方面，則是為了使銀抑菌微粒、輕質(zhì)碳酸鈣更均勻地分散在體系中。優(yōu)選地，所述乳 化劑為聚山梨酯類乳化劑或聚甘油脂肪酸酯類乳化劑。
[0031] 優(yōu)選地，所述聚山梨酯類乳化劑優(yōu)選為吐溫-20、吐溫-40、吐溫-60或吐溫-80。
[0032] 優(yōu)選地，所述聚甘油脂肪酸酯類乳化劑為聚甘油硬脂酸類乳化劑。更優(yōu)選地，所述 聚甘油脂肪酸酯類乳化劑為聚甘油_3雙異硬脂酸酯。
[0033] 采用上述乳化劑均能達(dá)到較好的分散效果，而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用聚甘油_3雙異硬 脂酸酯作為乳化劑時(shí)，對(duì)銀微粒、輕質(zhì)碳酸鈣尤其能起到好的分散作用，當(dāng)選用聚甘油_3 雙異硬脂酸酯作為乳化劑時(shí)，意外地，產(chǎn)品的抑菌性能得到進(jìn)一步提高。
[0034] 優(yōu)選地，所述單官能丙烯酸烷基酯為丙烯酸異辛酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸十八烷 基酯或丙烯酸月桂酯，所述單官能甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異 癸酯、甲基丙烯酸十八烷基酯或甲基丙烯酸月桂酯。
[0035] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述單官能丙烯酸酯類單體為丙烯酸異辛酯和甲基丙烯酸異辛酯 的混合物。
[0036] 所述多官能丙烯酸烷基酯為二丙烯酸己二醇酯、三乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇 二丙烯酸酯或三丙二醇二丙烯酸酯，所述多官能甲基丙烯酸烷基酯為二甲基丙烯酸乙二醇 酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯或三丙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0037] 本發(fā)明使用的引發(fā)劑的用量可依據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)乳液聚合選擇，通常為單體重量的 0? 1%~20%。
[0038] 所述引發(fā)劑的種類也可依據(jù)本領(lǐng)域聚合單體的種類選擇，如過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑，優(yōu) 選地，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀。
[0039] 本發(fā)明在確定水相與油相最終比率的以后，水相分2~4次加入油相中，在乳液 變粘稠前再加入下一次的水相，目的是采用多階段添加的方式可以在相同的混合駐留時(shí)間 下，制得高水相和油相重量比率的乳液，同時(shí)還可以使得產(chǎn)品的泡孔尺寸均勻、一致。優(yōu)選 地，將水相分為2/3和1/3兩部分，首先將油相與2/3水相混合均勻，在乳液變粘稠前再加 入余下的1/3水相混合均勻。為了使輕質(zhì)碳酸鈣能更好地混合均勻，選擇在油相體系首次 加入水相時(shí)，輕質(zhì)碳酸鈣隨油相同時(shí)加入水相中。
[0040] 步驟S5所述