一種抗菌高吸水樹脂的生產方法
2023-05-27 03:08:41
專利名稱：一種抗菌高吸水樹脂的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種利用納米技術與吸水樹脂結合而得到的抗菌高吸水樹脂。以化學相轉移方法將水性納米銀抗菌劑製備成有機納米銀溶膠，使抗菌劑與吸水樹脂基體具有良好的相容性。並直接以該溶膠與高吸水樹脂混合乾燥後，能製備抗菌高吸水樹脂，由此製備的吸水樹脂具有持久的抗菌作用。
背景技術：
目前吸水樹脂廣泛的應用在生活和工業各個領域，其中用量最大的是在嬰兒和婦女衛生巾用吸水樹脂。由於樹脂在使用時處於溫溼的環境中，極易滋生細菌，會對使用者的健康造成極大的威脅。研究表明，婦女的一生中，70%以上的人會感染細菌造成婦科疾病， 這與衛生用吸水樹脂不具備抗菌性具有很大的關係。嬰兒或老年人在使用過程中，對細菌的抵抗能力弱，細菌的滋生對他們的健康極為不利。為使吸水樹脂得到更廣泛的應用，人們常在製備吸水樹脂中添加抗菌劑，從而獲得抗菌吸水樹脂。抗菌吸水樹脂中使用的抗菌劑可歸為無機類、有機類和天然類。有機類抗菌劑存在毒理安全差，化學穩定性差，會使微生物產生的耐藥性，易遷移耐久性差。天然類抗菌劑因來源、提取水平、成本等條件的限制，其應用推廣有一定困難，同時天然抗菌劑存在穩定性差，有色度等問題，應用範圍窄。無機抗菌劑通過將無機抗菌材料固有的穩定和抗菌成分的高效性、廣譜性相結合，成功地克服了以上缺點。無機納米材料的製備是當前材料研究的一個熱點話題，特別是納米銀製備技術加速發展，方法多種多樣。按實施狀態可分為乳液法、溶液法、氣相法，按反應條件分為還原法、光照法、超聲法、水熱法、電解法以及最近採用Y射線輻射法，上述方法各具特點。其中化學還原法因為所需實驗條件簡單，易於控制而得到普遍應用。但這方法的合成通常應用於水相，因為水能溶解許多金屬鹽以及不同類型的表面活性劑和多種聚合物，並可通調整溶液中各組分之間的濃度比來控制粒子的尺寸和形狀，並使其處於穩定關態。水溶液的納米銀粒子要獲得廣泛應用，一般需要藉助無機載體(沸石、硅藻土、碳纖維等)及有機載體 (棉及粘膠纖維等)，將所含納米銀載體磨成乾燥粉體，用於各類抗菌製品是當前最主要的工藝方法。此法工藝複雜、能耗高，獲得納米銀產品粒度大、易團聚，一般為1微米。添加水性納米銀溶液對吸水樹脂的物理性能有很大影響，獲得的吸水樹脂含水量高，吸水性能有所下降。因此，研究開發一種以無機納米抗菌成分的吸水樹脂，以拓展吸水樹脂的應用範圍，是人們所十分期望的。
發明內容
本發明的目的是為解決上述現狀而提供一種抗菌高吸水樹脂製備方法，以製備具有高效持久抗菌性能的高吸水樹脂，從而克服現有技術中的不足。為實現上述發明目的，本發明採用了如下技術方案，其特徵在於，所述方法為
本方法依據聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水中溶解度隨溫度升高而降低的特性，建立了將PVP保護的銀離子從水相轉移到油相的簡單而有效相轉移技術，它與傳統的納米粒子相轉移技術完全不同的方法。該法利用化學還原法先於水溶液中製備粒度均勻含PVP表面活性劑的納米銀粒子水溶液，然後向納米水溶膠中加入適量正丁醇，在攪拌條件下升溫至 85°C，即可使金屬納米銀粒子從水相轉移至有機相，納米銀粒子不僅相轉移效率高，而且在油相分散性好，無團聚發生。以化學相轉移方法將水性納米銀抗菌劑製備成有機納米銀溶膠，使抗菌劑與吸水樹脂具有良好的相容性。並直接以該溶膠與吸水樹脂混合乾燥後，製得一種抗菌吸水樹脂， 所獲得的吸水樹脂具有通用性強，分散性好，工藝簡單和無環境汙染等特點。該方法具體包含下列步驟(1)納米銀水溶膠的製備在攪拌下將NaOH溶液加入AgNO3溶液中產生沉澱。再將氨水加入使沉澱溶解， 在攪拌下加入葡萄糖溶液，成為納米銀溶液，在納米銀水溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 混合攪拌後製得納米銀水溶膠。反應機理如下2AgN03+2Na0H — 2Ag0H+2NaN032Ag0H ^ Ag20+H20Ag20+4NH40H — 2Ag (NH3) 0H+3H202Ag (NH3) 20H+C6H1206 — 2Ag+C6H1207+2NH3+H20(2)納米銀粒子的相轉移在納米銀水溶膠中加入總重量20-50%的正丁醇溶液，在攪拌條件下將混合物水浴加熱至80°C-85°C攪拌1-2小時，靜至室溫。待油水混合物自然分層後，銀納米粒子將會自發地從水相轉移至正丁醇相。(3)納米銀有機溶膠的製備將有機和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠淨化過濾，從而獲得製取抗菌吸水樹脂用納米銀粒子有機溶膠。(4)抗菌吸水樹脂的製成將納米銀有機溶膠與吸水樹脂混合乾燥製成抗菌吸水樹脂。將經過淨化處理的納米銀有機溶膠加入有機溶劑稀釋，按重量百分比0. 5% -5%放入高速混合機內開啟高速混合機，加入吸水樹脂攪拌混合均勻。再放到乾燥機50°C _80°C乾燥4-6小時，獲得納米銀抗菌吸水樹脂。下面結合實例對發明作進一步的敘述。實施例1製造過程稱取AgNO3 200-2000克，溶於100升水中，加入濃NaOH 150-600克不斷攪拌。然後加入3-20公斤NH4OH混合均勻。在攪拌下加入葡萄糖1-2公斤，製成納米銀水溶液。將 1-2公斤聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溶於水納米銀水溶液中，混合均勻製得納米銀水溶膠。在納米銀水溶膠中加入總重量10-30升的正丁醇溶液，在攪拌條件下將混合物水浴加熱至80°C _85°C攪拌1-2小時，靜至室溫。待油水混合物自然分層後，納米銀粒子將會自發地從水相轉移至正丁醇相。將有機和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠淨化過濾，從而獲得製取抗菌吸水樹脂用納米銀粒子有機溶膠。實施例2 原料吸水樹脂(住友，日本)設備混合機和乾燥機製造過程將實例(1)將經過淨化處理的納米銀有機溶膠加入有機溶劑稀釋，按重量百分比為0. 5% -5%加入吸水樹脂中，於常溫200r/min轉速下攪拌20-60分鐘，然後在80°C下烘 4小時，製成抗菌吸水樹脂。實施例3原料吸水樹脂(國產)設備混合機和乾燥機製造過程將實例(1)將經過淨化處理的納米銀有機溶膠加入有機溶劑稀釋，按重量百分比為0. 5% -5%通過噴射混合器加入吸水脂中，然後在50°C -80°C下烘4-6小時， 製成抗菌吸水樹脂。抗菌吸水樹脂抗菌性能測試1.抗菌性能測試實施例3的吸水樹脂，經檢測結果如下1.抗菌性能測試實施例3的吸水樹脂，經檢測結果如下(1)試驗菌株採用大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌。(2)實驗材料營養瓊脂，生理鹽水。(3)試驗方法準確稱取0. Ig樹脂，在潔淨操作臺上置於IOOml帶棉花塞的滅菌錐形瓶中，加入 20ml滅菌生理鹽水，靜置待其充分溶脹。取0. ImL原菌液於錐形瓶中，37°C，150r/min下振蕩30分鐘，移取0. 5ml於4. 5ml滅菌生理鹽水中，稀釋一定倍數後，移取0. Iml塗平板計數， 重複三次，測量接觸液上清液的活菌濃度B。空白試樣以同樣的方法處理，但不加聚合物，測量接觸液上清液的活菌濃度A。按下式計算樹脂的抗菌率CC = (A-B)/A* 100%試驗結果如下
權利要求
1.一種抗菌高吸水樹脂的生產方法，其特徵在於，所述的方法為(1)納米銀水溶膠的製備。首先以化學還原的方法生產納米銀水溶液，在該溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮保護劑後形成粒徑10-20nm的穩定性水溶膠。(2)納米銀粒子的相轉移。其後在溫度70-90°C，攪拌速度在50-120rpm/min的條件下， 將正丁醇溶液加入水溶膠的液體中，經過充分攪拌混合反應，靜至室溫。待油水混合物自然分層後，銀納米粒子將會自發地從水相轉移至正丁醇相。(3)納米銀有機溶膠的製備。將有機和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠淨化過濾，從而獲得製取抗菌高吸水樹脂用納米銀粒子有機溶膠。(4)抗菌高吸水樹脂的製成。將經過淨化處理的納米銀有機溶膠加入有機溶劑稀釋， 放入高速混合機內開啟高速混合機，加入吸水樹脂攪拌混合均勻。再放到乾燥機80°C乾燥 4小時，獲得納米銀抗菌高吸水樹脂。
2.根據權利要求1所述的納米銀抗菌高吸水樹脂，其特徵在於所述的納米銀抗菌高吸水樹脂是在高吸水樹脂表面塗覆添加有機納米銀粒子溶膠。
3.根據權利要求1所述的抗菌高吸水樹脂，其特徵在於所述的吸水樹脂為天然及改性高分子類高吸水性樹脂和人工合成類高吸水性樹脂
4.根據權利要求1所述的有機納米銀粒子溶膠溶解於有機溶劑，其特徵在於所述的有機溶劑為與正丁醇相互溶解的其他有機溶劑，如乙醇、正丁醇、苯及苯類溶劑、丙酮等。
全文摘要
本發明公開了一種抗菌高吸水樹脂的生產方法。本發明以化學相轉移方法將水性納米銀抗菌劑製備成有機納米銀溶膠，使抗菌劑與吸水樹脂基體具有良好的相容性。並直接以該溶膠與吸水樹脂混合乾燥後，製得一種抗菌高吸水樹脂，所獲得的高吸水樹脂具有吸水性強，工藝簡單，無環境汙染等特點，而且高吸水樹脂具有抗菌長效、快速、廣譜的優異性能。
文檔編號C08L101/12GK102190904SQ201010125849
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者周剛 申請人:周剛