CN102585415A - 具有持久除臭效果的吸水树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有持久除臭效果的吸水树脂组合物及其制备方法，吸水树脂组合物包括吸水树脂和混合在所述吸水树脂中的、由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊，外层为水溶性材料，内层为多孔水不溶性材料，囊芯为芳香物质。本发明的微胶囊，具有双层囊壁，内层多孔不溶于水性液体的囊壁和外层易溶于水的囊壁，当这种具有双层囊壁的微胶囊在未接触体液等水性液体时不释放芳香气味，具有良好的贮藏性能，而当该微胶囊在接触水性液体时，这种双层微胶囊外部的水溶性薄膜在水性液体中溶解，这样微胶囊中具有芳香气味的囊芯物质透过内层水不溶性的多孔的囊壁缓慢释放出来，从而起到持久遮蔽臭味、除异味的目的。

Description

具有持久除臭效果的吸水树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉一种吸水树脂组合物及其制备方法，更具体地，本发明涉及一种用于卫生材料的吸收体中时，具有特别持久除臭(异味)效果的吸水树脂组合物的制备方法。

背景技术

近年来，吸水树脂以其优异的吸收体液(尿或血液)能力，在纸尿布、生理用卫生巾、失禁衬垫等卫生材料中，作为其主要的构成材料之一获得了广泛的应用。

以往，作为对上述吸水性树脂所要求的吸水特性，是指其在接触体液等水性液体时具有较高的吸水倍率、优异的吸收速度、通液性和较高的凝胶强度。而对于卫生材料如一次性尿布和卫生巾，特别是用于成人的尿布等的吸水性树脂，除了上述这些吸收特性外，还希望其具有除臭、除异味的附加功能。因此，为赋予吸水树脂以除臭性的尝试，有人提出了各种除臭剂和抗菌剂的组合。例如，在中国专利(公开号CN 101821331A)中记载了在吸水树脂中添加竹提取物和茶提取物，来实现除臭和抗菌的目的。在中国专利(公开号CN 1349419A)中记载了通过在吸水树脂上适当喷上含有羧基单体的溶液和选择性的加入热解法二氧化硅的方法来提高吸水树脂的除臭效果，以及将从葡萄柚种子和/或香草中提取出来的天然抗菌成分内置、或载持于吸水树脂后所得到的吸水性树脂组合物(日本公开专利特开平9-208787号公报)。另外还有将活性炭或者沸石等多孔材料与吸水树脂混合，通过物理吸附臭味物质如氨等来达到除臭的目的。上述提高吸水树脂除臭性的方法，在实际使用中有时并不能发挥充分效果，如通过在吸水树脂中加入除臭物质或活性炭、沸石等方法，虽然可能对渗入吸水树脂中的液体(如尿)具有除臭能力，但对固体排泄物，由于卫生材料的结构限制使其不能与吸水树脂相接触，故不能起到除臭的效果。而一些芳香性物质的添加虽然能改善吸水树脂对固体排泄物等的除臭效果，但是由于芳香性物质具有高度挥发性，造成其除臭效果不能持久。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有持久除臭效果的吸水树脂组合物及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

所述的吸水树脂组合物，包括吸水树脂和混合在所述吸水树脂中的、由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊；

所述微胶囊的粒径为5～10μm；

由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊的重量含量，以所述吸水树脂组合物的总重量为基准为0.5-30wt％；

所述吸水树脂包括部分中和并交联的聚丙烯酸、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，本发明不具体限制吸水树脂的种类；

所述外层为水溶性材料；

所述内层为多孔水不溶性材料；

所述囊芯为芳香物质；

以吸水树脂为基准，100重量份吸水树脂，含有0.5-30重量份的芳香物质；外层与内层的重量比为1∶1～1∶3；

所述的水溶性材料选自钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精或阿拉伯胶中的一种以上，优选钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精和阿拉伯胶的混合物，重量比为：

钠基蒙脱土∶β-环糊精∶麦芽糊精∶阿拉伯胶

＝1∶1～3∶4～12∶1～3；

所述多孔水不溶性材料为脲醛树脂，孔隙率为2～30％，优选10～30％；

所述芳香物质优选橘子精油、柠檬精油或丁香精油中的一种以上；

制备所述的吸水树脂组合物的方法，包括如下步骤：

(1)室温下，搅拌下，将芳香油加入pH为2.5～4.5的水相，乳化30～60min后，加入甲醛溶液，以为0.5-10℃/min的升温速率，将溶液升温至50-60℃，反应3-5h，用重量浓度为5～10％的NaOH水溶液，调节pH值调为6.8～7.2，然后收集包裹了芳香油的内层，为脲醛树脂微胶囊；

所述的水相包括如下重量份数的组分：

水100份，尿素1.25～5份，氯化铵0.125～0.5份，间苯二酚0.125～0.5份，氯化钠0-10份，表面活性剂0.1～0.4份，使水相的pH为2.5～4.5的氢氧化钠或盐酸；

所述表面活性剂优选阴离子小分子表面活性剂或含有羧基的阴离子高分子表面活性剂，如乙烯-马来酸酐共聚物；

优选的，所述的水相包括如下重量份数的组分：

水100份，尿素2～4份，氯化铵0.2～0.4份，间苯二酚0.2～0.4份，氯化钠2-6份，表面活性剂0.2～0.35份；

所述甲醛溶液的重量浓度为36～37％；

甲醛溶液的加入量为尿素重量的200～300％；

(2)将乳化剂、钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精、阿拉伯胶和水混合，获得外层混合物；

优选的，将获得的外层混合物，在70-80℃，10000rpm的转速下，辅以超声振荡，30～60分钟后，冷却至40～45℃；

重量比为：

基蒙脱土∶β-环糊精∶麦芽糊精∶阿拉伯胶

＝1∶1.5～3∶4～8∶1.5～3；

钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精和阿拉伯胶的总重量在水中的重量百分比含量为15～40％，优选的为20～35％；

在搅拌条件下，将步骤1制备的包裹了芳香油的内层，加入上述的外层混合物，搅拌分散0.5-1h后，将上述溶液干燥造粒，得到由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊；

所述的干燥造粒，可在离心式喷雾干燥器中干燥造粒；

包裹了芳香油的内层与外层混合物的重量比为1∶1～1∶3；

(3)将步骤(2)获得的由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊与吸水性树脂相混合，其中微胶囊在组合物中的含量为0.5-30wt％，微胶囊的粒径大小应与吸水树脂的颗粒大小相符。本发明中使用的吸水树脂包括部分中和并交联的聚丙烯酸、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，本发明不具体限制吸水树脂的种类。

本发明的有益效果是：

所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其中，含有的微胶囊具有双层囊壁，即内层多孔不溶于水性液体的囊壁和外层易溶于水的囊壁，当这种具有双层囊壁的微胶囊在未接触体液等水性液体时不释放芳香气味，具有良好的贮藏性能，而当该微胶囊在接触水性液体时，这种双层微胶囊外部的水溶性薄膜在水性液体中溶解，这样微胶囊中具有芳香气味的囊芯物质透过内层水不溶性的多孔的囊壁缓慢释放出来，从而起到持久遮蔽臭味、除异味的目的。

附图说明：

图1为由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊结构示意图。

图2为不同工艺参数制备的单层脲醛树脂微胶囊和双层微胶囊在室温下的芯材在空气中的释放曲线，其中1#为实施例1中，步骤1所制备的单层微胶囊的释放曲线，对应的2#、3#为实施例2、3中步骤1所制备的单层微胶囊的释放曲线。4#为实施例1所制备的双层微胶囊的释放曲线。

具体实施方式

参见图1，所述的微胶囊，由外层1、内层2和囊芯3依次包裹构成。

实施例1

(1)室温下，在250ml四口烧瓶中，加入100g浓度为0.4wt％的高分子表面活性剂-乙烯-马来酸酐共聚物的水溶液，搅拌下，向其中加入2.5g尿素、0.25g的氯化铵、0.25g间和2.5的氯化钠作为制备微胶囊的水相；

用重量浓度为5％的盐酸将溶液的pH值调至3.5，边搅拌边滴加20g的柠檬香精。乳化30min，加入6.4g的重量浓度为37％的甲醛溶液。调节升温速率为0.5℃/min，将溶液升温至55℃，保温反应3h，用重量浓度为5％的NaOH水溶液，将反应液的pH值调为7，冷却、水洗去除未沉积在囊芯上的脲醛颗粒，抽滤、室温冷却，获得包裹了芳香油的内层，为脲醛树脂微胶囊，孔隙率为30％；

(2)室温下，250ml烧杯中加入100g浓度为0.1wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液，2g钠基蒙脱土、2gβ-环糊精、14g麦芽糊精、2g阿拉伯胶，将上述制备的水溶液升温至70℃，在乳化机中，10000rpm条件下乳化，期间辅以超声振荡，超声频率39KHz功率120w。30分钟后，将上述溶液冷却至40℃，在搅拌条件下，加入步骤1制备的脲醛树脂微胶囊20g，搅拌分散0.5h后将上述溶液在离心式喷雾干燥器中干燥造粒，得到含双层囊壁的芳香微胶囊，平均粒径为8μm；

(3)将步骤2制备的双层囊壁微胶囊与吸水树脂混合，其中微胶囊占吸水组合物的质量分数为5％；

吸水树脂选自聚丙烯酸类高吸水树脂，粒径为300μm。

实施例2

实施例1中，在步骤1中将升温速率调节为2℃/min，其余同实施例1

实施例3

实施例1中，在步骤1的水相中不添加氯化钠，其他条件同实施例1。

实施例4

(1)室温下，在250ml四口烧瓶中，加入100g浓度为0.2wt％的高分子表面活性剂-阿拉伯胶水溶液，搅拌下，向其中加入4.5g尿素、0.15g的氯化铵、0.45g的间苯二酚和8g的氯化钠作为制备微胶囊的水相；

用重量浓度为5％的盐酸将溶液的pH值调至2.5，边搅拌边滴加20g的橘子香精。乳化30min，加入9.5g的重量浓度为37％的甲醛溶液。调节升温速率为1℃/min，将溶液升温至55℃，保温反应3h，用重量浓度为5％的NaOH水溶液，将反应液的pH值调为7，冷却、水洗去除未沉积在囊芯上的脲醛颗粒，抽滤、室温冷却，获得包裹了芳香油的内层，为脲醛树脂微胶囊，孔隙率为10％；

(2)室温下，250ml烧杯中加入100g浓度为0.1wt％的十二烷基硫酸钠钠水溶液，3g钠基蒙脱土、3gβ-环糊精、12g麦芽糊精、8g阿拉伯胶，将上述制备的水溶液升温至70℃，在乳化机中，10000rpm条件下乳化，期间辅以超声振荡，超声频率39KHz功率120w。30分钟后，将上述溶液冷却至45℃，在搅拌条件下，加入步骤1制备的脲醛树脂微胶囊40g，搅拌分散0.5h后将上述溶液在离心式喷雾干燥器中干燥造粒，得到含双层囊壁的芳香微胶囊，平均粒径为7μm；

(3)将步骤2制备的双层囊壁微胶囊与吸水树脂混合，其中微胶囊占吸水组合物的质量分数为3％。

吸水树脂选自水解的淀粉-丙烯腈接枝聚合物，粒径为300μm。

微胶囊的释放性能测定结果示图2，通过对比可以发现，通过改变制备脲醛树脂微胶囊过程中的反应条件，脲醛树脂单层微胶囊的致密性发生了变化，相对应的其对囊芯物质的释放速率也发生了改变，说明可以通过调节微胶囊化过程中的反应条件来达到控制囊芯芳香物质释放的目的。同时，在脲醛树脂微胶囊外包裹一层水溶性囊壁后微胶囊的释放速率明显减缓，从而大大提高了该微胶囊的贮存寿命。

Claims (7)

1.具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其特征在于，包括吸水树脂和混合在所述吸水树脂中的、由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊；

所述外层为水溶性材料；

所述内层为多孔水不溶性材料；

所述囊芯为芳香物质。

2.根据权利要求1所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其特征在于，由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊的重量含量，以所述吸水树脂组合物的总重量为基准为0.5-30wt％，以吸水树脂为基准，100重量份吸水树脂，含有0.5-30重量份的芳香物质，外层与内层的重量比为1∶1～1∶3。

3.根据权利要求1所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其特征在于，所述微胶囊的粒径为5～10μm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其特征在于，所述的水溶性材料为钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精和阿拉伯胶的混合物，重量比为：钠基蒙脱土∶β-环糊精∶麦芽糊精∶阿拉伯胶＝1∶1～3∶4～12∶1～3；

所述多孔水不溶性材料为脲醛树脂，孔隙率为2～30％。

5.根据权利要求4所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物，其特征在于，所述吸水树脂包括部分中和并交联的聚丙烯酸、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，所述芳香物质为橘子精油、柠檬精油或丁香精油中的一种以上。

6.制备权利要求1～5任一项所述的吸水树脂组合物的方法，包括如下步骤：

(1)室温下，搅拌下，将芳香油加入pH为2.5～4.5的水相，乳化30～60min后，加入甲醛溶液，以为0.5-10℃/min的升温速率，将溶液升温至50-60℃，反应3-5h，用重量浓度为5～10％的NaOH水溶液，调节pH值调为6.8～7.2，然后收集包裹了芳香油的内层，为脲醛树脂微胶囊；

所述的水相包括如下重量份数的组分：

水100份，尿素1.25～5份，氯化铵0.125～0.5份，间苯二酚0.125～0.5份，氯化钠0-10份，表面活性剂0.1～0.4份，使水相的pH为2.5～4.5的氢氧化钠或盐酸；

所述表面活性剂为阴离子小分子表面活性剂或含有羧基的阴离子高分子表面活性剂；

所述甲醛溶液的重量浓度为36～37％；

甲醛溶液的加入量为尿素重量的200～300％；

(2)将乳化剂、钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精、阿拉伯胶和水混合，获得外层混合物；

重量比为：

基蒙脱土∶β-环糊精∶麦芽糊精∶阿拉伯胶

＝1∶1.5～3∶4～8∶1.5～3；

钠基蒙脱土、β-环糊精、麦芽糊精和阿拉伯胶的总重量在水中的重量百分比含量为15～40％；

在搅拌条件下，将步骤1制备的包裹了芳香油的内层，加入上述的外层混合物，搅拌分散0.5-1h后，将上述溶液干燥造粒，得到由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊；

包裹了芳香油的内层与外层混合物的重量比为1∶1～1∶3；

(3)将步骤(2)获得的由外层、内层和囊芯依次包裹构成的微胶囊与吸水性树脂相混合，其中微胶囊在组合物中的含量为0.5-30wt％，获得所述的具有持久除臭效果的吸水树脂组合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的水相包括如下重量份数的组分：水100份，尿素1.25～5份，氯化铵0.125～0.5份，间苯二酚0.125～0.5份，氯化钠0-10份，表面活性剂0.1～0.4份。

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