CN107602952B

CN107602952B - 一种防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料、其制备方法和应用

Info

Publication number: CN107602952B
Application number: CN201710861236.8A
Authority: CN
Inventors: 杨子明; 李普旺; 李思东; 余和平; 吕明哲; 李永振; 张帆; 周闯; 王超
Original assignee: Agricultural Products Processing Research Institute of CATAS
Current assignee: Agricultural Products Processing Research Institute of CATAS
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: CN107602952A

Abstract

本发明公开了一种具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料，包括脱蛋白天然胶乳、抗菌防霉剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、胶凝剂、起泡剂；本发明的抗过敏、抗菌防霉天然胶乳海绵人体在接触后不会产生过敏问题，适合各类人群使用，同时还具有较强的抗菌防霉作用，是一种无毒安全、成本低的产品，且其制备工艺简单易行，设备要求低，容易实现工业化生产。

Description

一种防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料、其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及天然胶乳制备技术领域，尤其涉及一种防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料、其制备方法和应用。

背景技术

天然胶乳海绵是胶乳制品中重要的种类之一。它是一种由胶乳经过机械发泡法、化学发泡法、吹入发泡法等工艺制备的低密度多孔橡胶材料。天然胶乳海绵具有相对密度小、重量轻，缓冲性能优良和富有弹性、能在变形后迅速复原、具有耐蠕变和抗永久变形的能力以及耐疲劳、耐老化等优良特性,并且具有良好的隔热、隔声、缓冲和减震等性能，可制成阻燃、耐油、耐化学品等性能的制品。天然胶乳海绵最主要的用途是用作交通运输工具的坐垫，家居制品，如床垫、枕头等，以及包装材料、减震缓冲材料等。

但是，目前我国高品质胶乳海绵制品基本上依赖进口，如胶乳海绵枕头，胶乳海绵鞋垫等。尽管在我国的江苏引进了一条胶乳海绵制品的生产线，但其产品的销路并不好，究其原因是其生产的胶乳海绵产品仍存在对人体易产生过敏和产品易产生霉菌等问题。因此，开发具有抗过敏、抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料，满足人们对高品质胶乳海绵制品的需求，具有重要的经济意义和社会意义，对推动天然橡胶制品行业的发展显得十分必要。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料，以解决上述技术问题的至少一个。

该防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料包括脱蛋白天然胶乳、抗菌防霉剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、胶凝剂、起泡剂。

由于人体的皮肤和粘膜一旦直接接触天然胶乳制品，可能会诱发呼吸困难和荨麻疹等过敏反应，引起这些过敏反应的主要原因是天然胶乳中含有的蛋白质，本发明选用脱蛋白的天然胶乳作为原材料，可以大大降低天然胶乳海绵的致敏性，另外本发明在制备天然胶乳时，还加入了抗菌防霉剂，也可大大降低胶乳制品的抗菌防霉性。

在一些实施方式中，所述脱蛋白天然胶乳采用蛋白质盐析方法制备得到。由盐析法脱去天然胶乳中的蛋白质，相对传统的酶处理脱蛋白方法，蛋白质盐析方法对天然胶乳体系的pH、温度要求不高，适应范围更广，脱蛋白的工艺更为温和，而且蛋白质脱除效果更佳，成本更低。

具体地，所述脱蛋白天然胶乳的制备方法如下：将适量的盐析剂在搅拌条件下分批次均匀地加入到浓缩天然胶乳中，然后在冰浴中放置一段时间，待蛋白质沉淀完全后再离心、过滤，得到脱蛋白天然胶乳。

在一些实施方式中，上述脱蛋白天然胶乳的制备选用固含量为50％～70％的浓缩天然胶乳。

在一些实施方式中，所述盐析剂选自硫酸镁、硫酸钠、硫酸铵中的一种，其用量为浓缩天然胶乳质量的1％～5％，可以使得天然胶乳脱蛋白处理效果更佳，使得天然胶乳海绵的抗过敏功能更好。

在一些实施方式中，所述防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料包括以下重量份数的各组分：脱蛋白天然胶乳40～60份、抗菌防霉剂0.5～5份、硫化剂1～5份、硫化促进剂0.5～2.5份、防老剂1～3份、胶凝剂0.1～2.5份、起泡剂0.1～2.0份；由此制得的天然胶乳海绵材料具有更高的拉伸强度、回弹率和更小的压缩永久变形。

在一些实施方式中，所述抗菌防霉剂选自KABINON抗菌防霉剂或壳聚糖季铵盐抗菌防霉剂中的一种或两种；具有安全高效的抗菌防霉作用，且得到的天然胶乳海绵的抗菌防霉效果优于纳米银、抗菌纤维等复合天然胶乳海绵产品。

在一些实施方式中，所述硫化剂为双二五硫化剂，即2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷，该物质的使用避免了传统硫化剂硫磺的毒性残留对人体健康存在的危害，同时避免了硫磺喷霜问题的发生，具有节能环保的优点，对环境不造成污染。

在一些实施方式中，所述硫化促化剂为促进剂ZBPD，即O,O-二丁基二硫代磷酸锌。

在一些实施方式中，所述防老剂选自多元酚防老剂1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，或老剂2246，即2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，或防老剂405(4.4’-双(α.α-二甲基苄基)二苯胺中的一种。

在一些实施方式中，所述凝胶剂选自硝酸锌、海藻酸钠、卡拉胶中的一种。

在一些实施方式中，所述的起泡剂为松醇油或甲氧基聚丙烯乙二醇(Dowfroth250)中的一种。

根据本发明的另一个方面，提供上述防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取一定量脱蛋白天然胶乳于反应容器中，然后加入包括硫化剂、硫化促进剂，在室温下熟化1～2天；

(2)在上述混合物中加入起泡剂和抗菌防霉剂进行起泡，起泡过程中先高速搅拌，然后减速进行匀泡，之后再以中速搅拌，并加入防老剂分散体和胶凝剂分散体；

(3)继续搅拌至胶凝点时立即将起泡液注模，经定型、硫化、水洗、烘干即制备得到天然胶乳海绵材料。

在一些实施方式中，步骤(2)高速搅拌的转速为350～500r/min，减速搅拌的转速为150～200r/min，中速搅拌的转速为250～300r/min。

在一些实施方式中，步骤(3)的定型工艺为100～110℃干燥20～30min，硫化工艺为90～100℃水浴1～2h。

由上述配方和方法制备得到的天然胶乳海绵材料，具有以下显著优点：

本发明的抗过敏、抗菌防霉天然胶乳海绵人体在接触后不会产生过敏问题，适合各类人群使用，同时还具有较强的抗菌防霉作用，是一种无毒安全、成本低的产品，且其制备工艺简单易行，设备要求低，容易实现工业化生产。

根据本发明的又一个方面，还提供了上述具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料在枕头、鞋垫和床垫中的应用。

附图说明

图1～4依次为本发明实施例1～4制备得到的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料的扫描电镜图。

图5～6为本发明实施例1～2制备得到的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料的抗菌防霉效果对比图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细地说明。

将适量的如表1所示的蛋白质盐析剂在搅拌条件下分批次缓慢均匀地加入一定量固含量为60％的浓缩天然胶乳中，然后在冰浴中放置一定的时间，待蛋白质沉淀完全后再离心、过滤，将结果记录入表1中。

取一定量如表2所示脱蛋白天然胶乳于反应容器中，然后加入如表2所示的硫化剂、硫化促进剂得混合液，在室温下熟化1～2天；

在上述混合液中加入如表2所示的起泡剂和配制好的抗菌防霉剂溶液进行起泡。起泡过程中先高速搅拌(转速350～500r/min)，使发泡倍数达到7～10倍，然后减速进行匀泡(转速150～200r/min)。匀泡以后以中速搅拌(转速250～300r/min)的过程加入如表2所示的防老剂分散体和胶凝剂分散体；

继续搅拌至胶凝点时立即将起泡液注模，放入100～110℃鼓风干燥箱中定型20～30min，然后在90～100℃的水浴中硫化1～2h，取出水洗，烘干，即得具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料产品。采用电镜扫描来观察该天然胶乳海绵材料的形态形貌、天然胶乳海绵材料的抗菌防霉效果采用GB/T 31402-2015塑料表面抗菌性能试验方法测定，将结果记录入表2中。

表1

表2

如图1～4所示，依次为本发明实施例1～4制备得到的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料的扫描电子显微镜图。由图1～4可以看出，本发明的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料呈多孔结构，且空隙均匀性较好。

如图5～6所示，为本发明实施例1～2制备得到的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料的抗菌防霉效果对比图。由图5～6可以看出，未加抗菌防霉剂制备得到的天然胶乳海绵材料(图5A，图6A)抗菌防霉效果较差，本发明的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料(图5B，图6B)的抗菌防霉效果较好。

采用实施例1的盐析法和普通的酶解法对相同重量的固含量为60％的浓缩天然胶乳进行脱蛋白处理，测定处理后的脱蛋白天然胶乳的氮含量(质量分数)，再分别利用盐析法和酶解法制备得到的脱蛋白天然胶乳制备天然胶乳海绵材料，测定海绵材料的物理性能，对比盐析法及酶解法对天然胶乳蛋白质的脱除效果，结果记录在表3。由表3中结果可见，盐析法脱蛋白后天然胶乳的氮含量更低，而且采用盐析法处理的脱蛋白天然胶乳制备得到的天然胶乳海绵的物理性能也更好，具有更高的拉伸强度，更高的回弹率和更小的压缩永久变形。

表3

本发明的具有抗过敏及抗菌防霉功能的天然胶乳海绵材料可以应用于枕头、鞋垫和床垫。

制备枕头时，将起泡液注模的模具设计为枕头模具即可。

制备鞋垫时，将起泡液注模的模具设计为鞋垫模具即可。

制备床垫时，将起泡液注模的模具设计为床垫模具即可。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料，其特征在于，包括脱蛋白天然胶乳、抗菌防霉剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、胶凝剂、起泡剂；

所述脱蛋白天然胶乳采用蛋白质盐析方法制备得到，即将浓缩天然胶乳质量1%～5%的盐析剂在搅拌条件下分批次均匀地加入到浓缩天然胶乳中，然后在冰浴中放置1-4h，待蛋白质沉淀完全后再离心、过滤，得到脱蛋白天然胶乳；所述盐析剂为硫酸镁、硫酸钠、硫酸铵中的一种；

所述抗菌防霉剂为KABINON抗菌防霉剂或壳聚糖季铵盐抗菌防霉剂中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：脱蛋白天然胶乳40～60份、抗菌防霉剂0.5～5份、硫化剂1～5份、硫化促进剂0.5～2.5份、防老剂1～3份、胶凝剂0.1～2.5份、起泡剂0.1～2.0份。

3.权利要求2所述的防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取一定量脱蛋白天然胶乳于反应容器中，然后加入包括硫化剂、硫化促进剂，在室温下熟化1～2天；

（2）在上述混合物中加入起泡剂和抗菌防霉剂进行起泡，起泡过程中先高速搅拌，然后减速进行匀泡，之后再以中速搅拌，并加入防老剂分散体和胶凝剂分散体；

（3）继续搅拌至胶凝点时立即将起泡液注模，经定型、硫化、水洗、烘干即制备得到天然胶乳海绵材料。

4.根据权利要求3所述的防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）高速搅拌的转速为350～500 r/min，减速搅拌的转速为150～200 r/min，中速搅拌的转速为250～300 r/min。

5.根据权利要求3所述的防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）的定型工艺为100～110 ℃干燥20～30min，硫化工艺为90～100℃水浴1～2h。

6.权利要求1或2所述的防过敏、抗菌防霉的天然胶乳海绵材料在枕头、鞋垫和床垫中的应用。