银抑菌透气吸水丙烯酸酯泡沫材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于吸水材料领域，具体涉及一种银抑菌透气吸水丙烯酸酯泡沫材料及其 制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 现在的卫生用品，里面的吸水材料主要是具有颗粒状的合成树脂，吸水、吸尿或吸 血以后会形成凝胶，容易成团，导致较难固定在一个位置，实际使用过程中令人很不舒服。 因此开发块状的柔软吸水材料有着重要的意义。
[0003] 通常的血液是由血细胞、血浆等组成的。血细胞的直径为8 ilm左右，而丙烯酸分 子的直径远小于血细胞的直径。因此血细胞不易被凝胶状的高吸水性树脂所吸收，只能停 留在高吸水性树脂的表面，吸收的只是血液中的血浆等成分。所以开发多孔型聚合物，以扩 大比表面积，提高渗透性，加快液体的吸收速度与吸收率等方面具有重要的技术经济效益 和社会效益。
[0004] 申请人已经研究了一种具有合适孔径的丙烯酸酯泡沫材料201410147721. 5,其具 有高的吸水率及较佳的保水性能，可以用于制作卫生用品。然而卫生用品被尿液等体液污 染后，容易滋生细菌，容易引发皮肤过敏等问题；另外，由于透气性不足，也同样容易引发皮 肤痕痒的问题。
[0005] 有鉴于此，研究一种具有抑菌性能及良好透气性能的吸水丙烯酸酯泡沫材料可以 进一步提升该泡沫材料在卫生用品的应用价值。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抑菌透气吸水丙烯酸酯泡 沫材料的制备方法；本发明制备的丙烯酸酯泡沫材料除了具有较高的吸水率和较佳的保水 性能，同时由于添加了具有抑菌作用的微粒，具有抑菌性能，并且具有较佳的透气性，能提 升该泡沫材料在卫生用品的应用价值。
[0007] 本发明的另一个目的是提供由本发明制备方法制备得到的抑菌透气吸水丙烯酸 酯泡沫材料。
[0008] 本发明的另一个目的是提供所述抑菌透气吸水丙烯酸酯泡沫材料在卫生用品中 的应用。
[0009] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
[0010] 银抑菌透气吸水丙烯酸酯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011] S1.配制油相体系：按重量百分数计称取50%~85%单官能丙烯酸酯类单体、 2%~40%交联剂、5%~10%的银抑菌微粒、5%~8%乳化剂搅拌混匀；
[0012] S2.配制水相体系：配制质量分数为0. 01~3%的电解质水溶液；
[0013] S3.在60~80°C下将水相体系分2~4次加入油相体系中，并且在油相体系首次 加入水相时，往体系中添加相对于油相体系重量1~3%的轻质碳酸钙；搅拌均匀，最终水 相与油相的质量比为10~50 :1 ;
[0014] S4.向步骤S3的混合体系中加入水溶性引发剂进行乳液聚合反应；
[0015] S5.将步骤S4所得聚合产物置于80~100°C下恒温固化、洗涤、脱水干燥即得产 品；
[0016] 所述单官能丙烯酸酯类单体为单官能丙烯酸烷基酯和单官能甲基丙烯酸烷基酯 的混合物；其中，所述单官能丙稀酸烷基醋与单官能甲基丙稀酸烷基醋的质量比为7 :1~ 10 ：1 ；
[0017] 所述交联剂为多官能丙烯酸烷基酯或多官能甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种。
[0018] 本发明中，所述的银抑菌微粒是指抑菌有效成份仅为银的抑菌微粒。银抑菌微粒 已经被应用在其它领域制备具有抑菌功能的产品。而发明人发现，对于丙烯酸酯发泡材料， 银抑菌微粒的添加会对发泡过程泡孔的形成有影响。因此需要对单体比例、抑菌微粒的添 加量等进行调节，才有可能获得具有较高的吸水率和较佳的保水性能，并且具有抑菌作用 的丙烯酸酯发泡材料。发明人发现，如果体系中银抑菌微粒的添加量少于5%，则无法达到 明显的抑菌效果，同时，如果银抑菌微粒的添加量大于10%，则会导致产品的泡孔尺寸变 小，吸水和保水性能下降。同时，控制丙烯酸酯单体的混合比例，也有助于对维持抑菌发泡 材料的泡孔尺寸，使其不至于因为银抑菌微粒的加入导致吸水和保水性能下降。
[0019] 轻质碳酸钙的加入，也会对发泡效果有影响，但如果轻质碳酸钙的添加量过少，则 不能达到改善透气性能的目的。经发明人研究，在相对于油相重量1~3%比例下添加轻质 碳酸钙，能达到显著改善透气性能的目的。
[0020] 优选地，所述单官能丙烯酸烷基酯与单官能甲基丙烯酸烷基酯的质量比为8 :1。
[0021] S3.中，水相与油相的比例，同样会影响发泡孔径的大小；优选地，所述水相与油 相的质量比为20~40:1。
[0022] 添加电解质可以改善发泡材料的吸水性能，并且材料的柔韧性更好，不易裂开。
[0023] 本发明所述电解质为本领域常规可溶性电解质，目的是提高体系的盐离子浓度降 低油溶性的单体、共聚单体在水相中的溶解度，优选地，所述电解质为金属离子化合物中的 一种或多种。
[0024] 优选地，所述金属离子化合物的阳离子为钾离子、钠离子、钙离子、镁离子、铝离 子、锌离子或铁离子，阴离子为氯离子、硝酸根离子、硼酸根离子、磷酸根离子或碳酸根离 子；上述阳离子和阴离子组合的离子化合物不溶于水或微溶于水的除外。
[0025] 优选地，所述金属离子化合物为氯化钙、硝酸钙、氯化铝、硝酸铝、氯化镁、硝酸镁、 磷酸钾、磷酸钠、硼酸钾、硼酸钠、碳酸钾或碳酸钠。上述电解质包含强碱弱酸盐或强酸软碱 盐，这些盐具有一定的pH值缓冲性能，更有利于乳液聚合的顺利进行。此外，本领域技术人 员可根据常识排除多种金属离子化合物组合使用产生沉淀的情况。
[0026] 优选地，所述金属离子化合物为氯化钙、硝酸钙或氯化铝。
[0027] 优选地，所述电解质水溶液的质量分数为0. 5%~1 %。
[0028] 所述银抑菌微粒可以是市售的抑菌微粒，可以是银与基体树脂形成的微粒，或者 是纳米银。银抑菌微粒的大小对泡沫发泡过程有一定影响，优选地，所述银抑菌微粒的平均 直径小于5 y m。
[0029] 所述轻质碳酸钙可以是微粒碳酸钙、微粉碳酸钙、微细碳酸钙、超细碳酸钙或超微 细碳酸钙中的任意一种或几种，它们的分类是依据其原始平均粒径。优选地，所述轻质碳酸 钙为、微粉碳酸钙或微细碳酸钙。这两种在本发明的体系中有更好的分散效果。
[0030] 本发明加入乳化剂的作用一方面是与单体在水中形成乳液，为乳液聚合提供条 件，另一方面，则是为了使银抑菌微粒、轻质碳酸钙更均匀地分散在体系中。优选地，所述乳 化剂为聚山梨酯类乳化剂或聚甘油脂肪酸酯类乳化剂。
[0031] 优选地，所述聚山梨酯类乳化剂优选为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温-80。
[0032] 优选地，所述聚甘油脂肪酸酯类乳化剂为聚甘油硬脂酸类乳化剂。更优选地，所述 聚甘油脂肪酸酯类乳化剂为聚甘油_3双异硬脂酸酯。
[0033] 采用上述乳化剂均能达到较好的分散效果，而发明人发现，采用聚甘油_3双异硬 脂酸酯作为乳化剂时，对银微粒、轻质碳酸钙尤其能起到好的分散作用，当选用聚甘油_3 双异硬脂酸酯作为乳化剂时，意外地，产品的抑菌性能得到进一步提高。
[0034] 优选地，所述单官能丙烯酸烷基酯为丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十八烷 基酯或丙烯酸月桂酯，所述单官能甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异 癸酯、甲基丙烯酸十八烷基酯或甲基丙烯酸月桂酯。
[0035] 进一步优选地，所述单官能丙烯酸酯类单体为丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯 的混合物。
[0036] 所述多官能丙烯酸烷基酯为二丙烯酸己二醇酯、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为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] 本发明使用的引发剂的用量可依据本领域常规乳液聚合选择，通常为单体重量的 0? 1%~20%。
[0038] 所述引发剂的种类也可依据本领域聚合单体的种类选择，如过硫酸盐引发剂，优 选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
[0039] 本发明在确定水相与油相最终比率的以后，水相分2~4次加入油相中，在乳液 变粘稠前再加入下一次的水相，目的是采用多阶段添加的方式可以在相同的混合驻留时间 下，制得高水相和油相重量比率的乳液，同时还可以使得产品的泡孔尺寸均匀、一致。优选 地，将水相分为2/3和1/3两部分，首先将油相与2/3水相混合均匀，在乳液变粘稠前再加 入余下的1/3水相混合均匀。为了使轻质碳酸钙能更好地混合均匀，选择在油相体系首次 加入水相时，轻质碳酸钙随油相同时加入水相中。
[0040] 步骤S5所述