CN115215986A - 一种含艾草药用成分的抗菌海绵及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含艾草药用成分的抗菌海绵及其制备方法，所述抗菌海绵原料包括聚醚多元醇、异氢酸酯、艾草汁液、艾叶粉末、复合胺交联剂、发泡剂、表面活性剂、有机锡催化剂，通过艾草汁液代替部分发泡剂，艾叶粉末通过预混步骤均匀分散于聚醚多元醇中，另外通过采用复合胺交联剂代替常用的胺催化剂，从而延长起发时间让艾草粉末有充足的时间均匀分散到海绵结构中，同时实现对整个体系发泡与凝胶的精准控制，本发明制备的抗菌海绵外观合格，具有优良的抗菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及海绵技术领域，特别是涉及一种含艾草药用成分的抗菌海绵及其制备方法。
背景技术
聚氨酯海绵是常用的海绵，主要应用于睡眠产品（枕头及床垫）中，作为填充或支撑材料。由于普通聚氨酯海绵的多孔性结构容易吸潮，在使用过程中，聚氨酯海绵与人体长时间接触后容易滋生细菌、螨虫等，对人体造成伤害，因此，急需研发出一种具有抗菌成分的海绵。
发明内容
基于此，有必要针对目前普通聚氨酯海绵存在的问题，提供一种含艾草药用成分的抗菌海绵及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种含艾草药用成分的抗菌海绵，由下列重量组分的原料制备而成：聚醚多元醇100份，异氢酸酯25~55份，艾草汁液3份，艾叶粉末15~20份，复合胺交联剂2.2份，发泡剂0.3~1.2份，表面活性剂0.25~1.0份，有机锡催化剂0.1~0.8份。
在其中一个实施例中，所述含艾草药用成分的抗菌海绵由下列重量组分的原料制备而成：聚醚多元醇100份，异氢酸酯40份，艾草汁液3份，艾叶粉末18份，复合胺交联剂 2.2份，发泡剂0.8份，表面活性剂0.6份，有机锡催化剂0.5份。
在其中一个实施例中，所述复合胺交联剂按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300。
在其中一个实施例中，所述聚醚多元醇包括分子量为3000的聚氧化丙烯三元醇、聚氧化丙烯二元醇或聚氧化丙烯三元醇中的任意一种或至少两种的组合。
在其中一个实施例中，异氢酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种的组合。
在其中一个实施例中，所述发泡剂包括纯净水，所述表面活性剂为有机硅表面活性剂；有机锡催化剂包括辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡中的任意一种或至少两种的组合。
本发明还提供一种含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、制备艾草汁液和艾叶粉末；
S2、按原料重量比称取各原料备用；
S3、艾叶粉末的预混；
将艾叶粉末和表面活性剂放入密闭容器中，再加入聚醚多元醇，充分搅拌，使艾叶粉末分散均匀，得预混混合物；
S4、取步骤S3中获得的预混混合物加入异氢酸酯、艾草汁液、复合胺交联剂、发泡剂、有机锡催化剂的混合物中，并搅拌均匀，获得待发泡混合物；
S5、将步骤S4获得的待发泡混合物泵入发泡机，设定原料温度21±2℃，发泡完成时发泡体温度为100~115℃，形成海绵发泡体；
S6、将海绵发泡体置于常温环境中冷却熟化，获得抗菌海绵。
在其中一个实施例中，步骤S1包括如下步骤：S11、在艾草生长旺盛期采摘艾叶，洗净并风干表面水分；S12、榨取艾叶汁液，将榨取的艾叶汁液煮沸消毒2h，冷却密封备用；S13、取榨取艾叶汁液后的残渣，烘干，用研磨机粉碎至500目以上备用。
在其中一个实施例中，在步骤S3中，搅拌过程中，先控制温度为20±2℃，以转速3000rpm搅拌0.5~1h，静置；再升温至26±1℃，以转速6000 rpm搅拌2~3h，使艾叶粉末分散均匀。
本发明的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法，有两个关键技术点，一方面，艾叶粉末通过预混步骤能均匀分散于聚醚多元醇中，为后续发泡过程中艾叶粉末均匀分散于海绵中打下基础；另一方面，采用艾草汁液替代部分发泡剂后，由于艾液呈弱酸性，会使发泡体系过早发泡和快速发泡，本发明采用复合胺交联剂（按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300）代替常用的单一胺催化剂（按照重量组分包括：1.5份A1和0.7份A33），利用复合胺交联剂中和发泡体系的酸性，不让发泡体系过早和过快发泡，从而延长起发时间让艾草粉末有充足的时间均匀分散到海绵结构中，同时实现对整个体系发泡与凝胶的精准控制，并保证海绵的整体性能。其中，复合胺交联剂中的催化剂A1起前期起发作用，A33起延迟交联作用，DMEA和A300起延缓和平衡体系反应的作用。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1. 本发明的含艾草药用成分的抗菌海绵，采用艾叶汁液替代发泡剂，艾叶汁液中的有效成分随同水和聚醚多元醇及异氰酸酯一起产生发泡反应，与向海绵中加入的艾叶粉末一起，均匀的融入到海绵每条链状结构本体中，艾叶本身的杀菌性能随即均匀分布于海绵本体中产生抗菌性能。
2. 本发明的含艾草药用成分的抗菌海绵，对常见的细菌（大肠杆菌）具有优良的杀菌抗菌效果。
3. 本发明采用的原料艾草属于常见且在中国大范围可获取的天然草本植物，艾叶汁液的提取及艾叶粉末的加工都有现成设备，原料成分低、取材方便，原料制备简单。
4. 本发明的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法，通过艾叶粉末的预混，可以将艾叶粉末均匀分散于聚醚多元醇中，便于后续艾叶粉末均匀分布于海绵中。
5. 本发明的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法，通过将原体系中常用的单一胺催化剂调整为复合胺交联剂，不让发泡体系过早和过快发泡，从而延长起发时间让艾草粉末有充足的时间均匀分散到海绵结构中，同时实现对整个体系发泡与凝胶的精准控制，并保证海绵的整体性能。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的海绵外观图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1：
一种含艾草药用成分的抗菌海绵，由下列重量组分的原料制备而成：聚氧化丙烯三元醇100份，甲苯二异氰酸酯25份，艾草汁液3份，艾叶粉末15份，复合胺交联剂2.2份，发泡剂纯净水0.3份，有机硅表面活性剂0.25份，有机锡催化剂辛酸亚锡0.1份。其中，复合胺交联剂按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300。
本实施例的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法包括如下步骤：
S1、制备艾草汁液和艾叶粉末；
步骤S1包括如下步骤：S11、选取5月份处于生长旺盛期的艾草采摘艾叶，洗净并风干表面水分；S12、榨取艾叶汁液，将榨取的艾叶汁液煮沸消毒2h，冷却密封备用；S13、取榨取艾叶汁液后的残渣，烘干，用研磨机粉碎至500目以上备用。
S2、按原料重量比称取各原料备用；
S3、艾叶粉末的预混；
将艾叶粉末和有机硅表面活性剂放入密闭容器中，再加入聚氧化丙烯三元醇，先控制温度为20±2℃，以转速3000rpm搅拌0.5h，静置；再升温至26±1℃，以转速6000 rpm搅拌3h，使艾叶粉末分散均匀，得预混混合物；
S4、取步骤S3中获得的预混混合物加入甲苯二异氢酸酯、艾草汁液、复合胺交联剂、发泡剂纯净水、有机锡催化剂辛酸亚锡的混合物中，并搅拌均匀，获得待发泡混合物；
S5、将步骤S4获得的待发泡混合物泵入发泡机，设定原料温度21±2℃，发泡完成时发泡体温度为100~115℃，形成海绵发泡体；
S6、将海绵发泡体置于常温环境中冷却熟化，获得抗菌海绵。
实施例2：
一种含艾草药用成分的抗菌海绵，由下列重量组分的原料制备而成：聚氧化丙烯三元醇100份，甲苯二异氢酸酯55份，艾草汁液3份，艾叶粉末20份，复合胺交联剂2.2份，发泡剂纯净水1.2份，有机硅表面活性剂1.0份，有机锡催化剂辛酸亚锡0.8份。其中，复合胺交联剂按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300。
本实施例的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法包括如下步骤：
S1、制备艾草汁液和艾叶粉末；
步骤S1包括如下步骤：S11、选取4月份处于生长旺盛期的艾草采摘艾叶，洗净并风干表面水分；S12、榨取艾叶汁液，将榨取的艾叶汁液煮沸消毒2h，冷却密封备用；S13、取榨取艾叶汁液后的残渣，烘干，用研磨机粉碎至500目以上备用。
S2、按原料重量比称取各原料备用；
S3、艾叶粉末的预混；
将艾叶粉末和有机硅表面活性剂放入密闭容器中，再加入聚氧化丙烯三元醇，先控制温度为20±2℃，以转速3000rpm搅拌1h，静置；再升温至26±1℃，以转速6000 rpm搅拌2h，使艾叶粉末分散均匀，得预混混合物；
S4、取步骤S3中获得的预混混合物加入甲苯二异氢酸酯、艾草汁液、复合胺交联剂、发泡剂纯净水、有机锡催化剂辛酸亚锡的混合物中，并搅拌均匀，获得待发泡混合物；
S5、将步骤S4获得的待发泡混合物泵入发泡机，设定原料温度21±2℃，发泡完成时发泡体温度为100~115℃，形成海绵发泡体；
S6、将海绵发泡体置于常温环境中冷却熟化，获得抗菌海绵。
实施例3：
一种含艾草药用成分的抗菌海绵，所述含艾草药用成分的抗菌海绵由下列重量组分的原料制备而成：聚氧化丙烯三元醇100份，甲苯二异氢酸酯40份，艾草汁液3份，艾叶粉末18份，复合胺交联剂 2.2份，发泡剂纯净水0.8份，有机硅表面活性剂0.6份，有机锡催化剂辛酸亚锡0.5份。其中，复合胺交联剂按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300。
本实施例的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法包括如下步骤：
S1、制备艾草汁液和艾叶粉末；
步骤S1包括如下步骤：S11、选取6月份处于生长旺盛期的艾草采摘艾叶，洗净并风干表面水分；S12、榨取艾叶汁液，将榨取的艾叶汁液煮沸消毒2h，冷却密封备用；S13、取榨取艾叶汁液后的残渣，烘干，用研磨机粉碎至500目以上备用。
S2、按原料重量比称取各原料备用；
S3、艾叶粉末的预混；
将艾叶粉末和有机硅表面活性剂放入密闭容器中，再加入聚氧化丙烯三元醇，先控制温度为20±2℃，以转速3000rpm搅拌0.8h，静置；再升温至26±1℃，以转速6000 rpm搅拌2.5h，使艾叶粉末分散均匀，得预混混合物；
S4、取步骤S3中获得的预混混合物加入甲苯二异氢酸酯、艾草汁液、复合胺交联剂、发泡剂纯净水、有机锡催化剂辛酸亚锡的混合物中，并搅拌均匀，获得待发泡混合物；
S5、将步骤S4获得的待发泡混合物泵入发泡机，设定原料温度21±2℃，发泡完成时发泡体温度为100~115℃，形成海绵发泡体；
S6、将海绵发泡体置于常温环境中冷却熟化，获得抗菌海绵。
海绵外观及抗菌性能测试：
1、图1所示是实施例3制备的海绵外观图片。从图1中可以看出，海绵表面色泽均匀，气孔细密均匀，海绵表面无穿孔、无裂缝，艾草粉末均匀分布在海绵中。
2、抗菌性能测试
根据GB/T 20944.1-2007对实施例1-3制备的抗菌海绵进行抗菌性能测试。测试菌种为大肠杆菌（8099），测试结果见表1。
表1 海绵抗菌性能测试结果
| 组数\指标 | 抑菌带宽度 | 细菌繁殖情况 | 抗菌效果 |
| 实施例1 | 正面2mm，反面2mm | 正面无，反面无 | 正面效果好，反面效果好 |
| 实施例2 | 正面2mm，反面2mm | 正面无，反面无 | 正面效果好，反面效果好 |
| 实施例3 | 正面2mm，反面2mm | 正面无，反面无 | 正面效果好，反面效果好 |
根据GB/T 20944.1-2007可知，当抑菌带宽度大于等于0且没有细菌繁殖，认为抗菌效果好。根据表1可知，采用本发明的原料和方法制备的海绵，正面和反面的抑菌带宽度为2mm，正面和反面均无细菌繁殖，正面和反面均能达到优良的抗菌效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，由下列重量组分的原料制备而成：聚醚多元醇100份，异氢酸酯25～55份，艾草汁液3份，艾叶粉末15～20份，复合胺交联剂2.2份，发泡剂0.3～1.2份，表面活性剂0.25～1.0份，有机锡催化剂0.1～0.8份。
2.根据权利要求1所述的含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，所述含艾草药用成分的抗菌海绵由下列重量组分的原料制备而成：聚醚多元醇100份，异氢酸酯40份，艾草汁液3份，艾叶粉末18份，复合胺交联剂2.2份，发泡剂0.8份，表面活性剂0.6份，有机锡催化剂0.5份。
3.根据权利要求2所述的含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，所述复合胺交联剂按照重量组分包括：1.3份催化剂A1、0.4份催化剂A33、0.4份DMEA、0.1份催化剂A300。
4.根据权利要求1或2所述的含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，所述聚醚多元醇包括分子量为3000的聚氧化丙烯三元醇、聚氧化丙烯二元醇或聚氧化丙烯三元醇中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，异氢酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的含艾草药用成分的抗菌海绵，其特征在于，所述发泡剂包括纯净水，所述表面活性剂为有机硅表面活性剂；有机锡催化剂包括辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的含艾草药用成分的抗菌海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、制备艾草汁液和艾叶粉末；
S2、按原料重量比称取各原料备用；
S3、艾叶粉末的预混；
将艾叶粉末和表面活性剂放入密闭容器中，再加入聚醚多元醇，充分搅拌，使艾叶粉末分散均匀，得预混混合物；
S4、取步骤S3中获得的预混混合物加入异氢酸酯、艾草汁液、复合胺交联剂、发泡剂、有机锡催化剂的混合物中，并搅拌均匀，获得待发泡混合物；
S5、将步骤S4获得的待发泡混合物泵入发泡机，设定原料温度21±2℃，发泡完成时发泡体温度为100～115℃，形成海绵发泡体；
S6、将海绵发泡体置于常温环境中冷却熟化，获得抗菌海绵。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括如下步骤：S11、在艾草生长旺盛期采摘艾叶，洗净并风干表面水分；S12、榨取艾叶汁液，将榨取的艾叶汁液煮沸消毒2h，冷却密封备用；S13、取榨取艾叶汁液后的残渣，烘干，用研磨机粉碎至500目以上备用。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，搅拌过程中，先控制温度为20±2℃，以转速3000rpm搅拌0.5～1h，静置；再升温至26±1℃，以转速6000rpm搅拌2～3h，使艾叶粉末分散均匀。
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