具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其製備方法
2023-09-10 23:59:15 1
專利名稱：具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉一種吸水樹脂組合物及其製備方法，更具體地，本發明涉及一種用於衛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製備方法。
背景技術：
近年來，吸水樹脂以其優異的吸收體液(尿或血液)能力，在紙尿布、生理用衛生巾、失禁襯墊等衛生材料中，作為其主要的構成材料之一獲得了廣泛的應用。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、優異的吸收速度、通液性和較高的凝膠強度。而對於衛生材料如一次性尿布和衛生巾，特別是用於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矽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置、或載持於吸水樹脂後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，在實際使用中有時並不能發揮充分效果，如通過在吸水樹脂中加入除臭物質或活性炭、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，但對固體排洩物，由於衛生材料的結構限制使其不能與吸水樹脂相接觸，故不能起到除臭的效果。而一些芳香性物質的添加雖然能改善吸水樹脂對固體排洩物等的除臭效果，但是由於芳香性物質具有高度揮發性，造成其除臭效果不能持久。
發明內容
本發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製備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。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、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊；所述微膠囊的粒徑為5 10 ii m ;由外層、內層和囊芯依次包裹構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並交聯的聚丙烯酸、水解的澱粉-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；所述內層為多孔水不溶性材料；
所述囊芯為芳香物質；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；外層與內層的重量比為I : I I : 3 ;所述的水溶性材料選自鈉基蒙脫土、P -環糊精、麥芽糊精或阿拉伯膠中的一種以上，優選鈉基蒙脫土、￠-環糊精、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 %，優選10 30 % ;所述芳香物質優選橘子精油、檸檬精油或丁香精油中的一種以上；製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後， 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3_5h，用重量濃度為5 10 %的NaOH水溶液，調節pH值調為6. 8 7. 2，然後收集包裹了芳香油的內層， 為脲醛樹脂微膠囊；所述的水相包括如下重量份數的組分水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；優選的，所述的水相包括如下重量份數的組分水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 -環糊精、麥芽糊精、阿拉伯膠和水混合，獲得外層混合物；優選的，將獲得的外層混合物，在70_80°C，IOOOOrpm的轉速下，輔以超聲振蕩， 30 60分鐘後，冷卻至40 45°C ；重量比為基蒙脫土 P -環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%，優選的為20 35% ；在攪拌條件下，將步驟I製備的包裹了芳香油的內層，加入上述的外層混合物，攪拌分散0. 5-lh後，將上述溶液乾燥造粒，得到由外層、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊；所述的乾燥造粒，可在離心式噴霧乾燥器中乾燥造粒；包裹了芳香油的內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、內層和囊芯依次包裹構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與吸水樹脂的顆粒大小相符。本發明中使用的吸水樹脂包括部分中和並交聯的聚丙烯酸、水解的澱粉-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，本發明不具體限制吸水樹脂的種類。本發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， 即內層多孔不溶於水性液體的囊壁和外層易溶於水的囊壁，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透過內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、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊結構示意圖。圖2為不同工藝參數製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所製備的單層微膠囊的釋放曲線，對應的2#、3#為實施例2、3中步驟I所製備的單層微膠囊的釋放曲線。4#為實施例I所製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、內層2和囊芯3依次包裹構成。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的氯化鈉作為製備微膠囊的水相；用重量濃度為5%的鹽酸將溶液的pH值調至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。調節升溫速率為0. 5°C /min，將溶液升溫至55°C，保溫反應3h，用重量濃度為5%的NaOH水溶液，將反應液的pH值調為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@-環糊精、14g麥芽糊精、2g阿拉伯膠，將上述製備的水溶液升溫至 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 分鐘後，將上述溶液冷卻至40°C，在攪拌條件下，加入步驟I製備的脲醛樹脂微膠囊20g，攪拌分散0. 5h後將上述溶液在離心式噴霧乾燥器中乾燥造粒，得到含雙層囊壁的芳香微膠囊，平均粒徑為8iim;(3)將步驟2製備的雙層囊壁微膠囊與吸水樹脂混合，其中微膠囊佔吸水組合物的質量分數為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中將升溫速率調節為2V /min，其餘同實施例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的氯化鈉作為製備微膠囊的水相；用重量濃度為5%的鹽酸將溶液的pH值調至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。調節升溫速率為1°C /min，將溶液升溫至55°C，保溫反應3h，用重量濃度為5%的NaOH水溶液，將反應液的pH值調為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@-環糊精、12g麥芽糊精、8g阿拉伯膠，將上述製備的水溶液升溫至 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 分鐘後，將上述溶液冷卻至45°C，在攪拌條件下，加入步驟I製備的脲醛樹脂微膠囊40g，攪拌分散0. 5h後將上述溶液在離心式噴霧乾燥器中乾燥造粒，得到含雙層囊壁的芳香微膠囊，平均粒徑為7iim;(3)將步驟2製備的雙層囊壁微膠囊與吸水樹脂混合，其中微膠囊佔吸水組合物的質量分數為3%。吸水樹脂選自水解的澱粉-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果示圖2，通過對比可以發現，通過改變製備脲醛樹脂微膠囊過程中的反應條件，脲醛樹脂單層微膠囊的緻密性發生了變化，相對應的其對囊芯物質的釋放速率也發生了改變，說明可以通過調節微膠囊化過程中的反應條件來達到控制囊芯芳香物質釋放的目的。同時，在脲醛樹脂微膠囊外包裹一層水溶性囊壁後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。
權利要求
1.具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特徵在於，包括吸水樹脂和混合在所述吸水樹脂中的、由外層、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊；所述外層為水溶性材料；所述內層為多孔水不溶性材料；所述囊芯為芳香物質。
2.根據權利要求I所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特徵在於，由外層、 內層和囊芯依次包裹構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，外層與內層的重量比為I : I I : 3。
3.根據權利要求I所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特徵在於，所述微膠囊的粒徑為5 10 μ m。
4.根據權利要求I 3任一項所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特徵在於，所述的水溶性材料為鈉基蒙脫土、β_環糊精、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.根據權利要求4所述的具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物，其特徵在於，所述吸水樹脂包括部分中和並交聯的聚丙烯酸、水解的澱粉-丙烯腈接枝聚合物或中和的乙酸乙酯-丙烯酸酯聚合物，所述芳香物質為橘子精油、檸檬精油或丁香精油中的一種以上。
6.製備權利要求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後,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3_5h，用重量濃度為5 10%的NaOH水溶液，調節pH值調為6. 8 7. 2，然後收集包裹了芳香油的內層，為脲醛樹脂微膠囊；所述的水相包括如下重量份數的組分水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製備的包裹了芳香油的內層，加入上述的外層混合物，攪拌分散O. 5-lh後，將上述溶液乾燥造粒，得到由外層、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊；包裹了芳香油的內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、內層和囊芯依次包裹構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.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述的水相包括如下重量份數的組分水 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
本發明公開了一種具有持久除臭效果的吸水樹脂組合物及其製備方法，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、內層和囊芯依次包裹構成的微膠囊，外層為水溶性材料，內層為多孔水不溶性材料，囊芯為芳香物質。本發明的微膠囊，具有雙層囊壁，內層多孔不溶於水性液體的囊壁和外層易溶於水的囊壁，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透過內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 優先權日2011年12月20日
發明者周曉東, 楊志亮, 楊志興, 胡延傑, 範傳傑 申請人:華東理工大學, 山東昊月樹脂有限公司