CN1995089A - 光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品 - Google Patents

光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品，该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多元醇的1－8％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量400－1500，羟值100－350，另一种平均分子量1500－5000，羟值35－80，配比为1.5－1∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85－115；胺类催化剂，三乙烯二胺、五乙烯四胺或己二胺，添加量为聚醚多元醇的0.5－2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.1－1.5％；泡沫稳定剂商品名L580、Y8002或8123，添加量为1－2％；发泡剂，水添加量为聚醚多元醇的1－3％。本发明的光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品杀菌彻底、效率高；生产成本低，使用方便，寿命长；不产生新的污染；性能稳定。

Description

光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品
技术领域
本发明涉及海绵及其制品，具体涉及光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品。
背景技术
枕头、床垫、坐垫是人们每天都要亲密接触的日常用品，其清洁程度是否带菌对人类的健康影响很大。英国科学家在《科学》杂志上发表研究文章，报道发现每一克枕头材料里就有几千个真菌孢子，平均每只枕头里含有100万个以上的真菌孢子，其中常见的曲霉菌最有可能引发疾病，如导致感冒交叉感染、曲霉菌肺炎、窦炎、哮喘病恶化等，枕头、床垫被称为看不见的、易被忽略的杀手。
目前对枕头、床垫的杀菌消毒方法非常有限，医学专家们的劝告依然是经常放在太阳下暴晒，最好一两个月清洗一次，一两年换一个枕头。这些传统的方法治标不能治本，只能一时地杀死部分细菌，不能长久地保持杀菌效果，费事费力。而且经常更换枕头、床垫对很多人来说经济上承受不了，不是值得提倡的办法。也有人提出在室内装置紫外线或臭氧杀菌器对枕头、床垫进行杀菌，这种方法的缺点是杀菌没有选择性、持久性，对室内铁制家具、电器等具有腐蚀作用，而且这种设备价格较高，不利于推广。
最近几年也有些杀菌枕、垫的研究发明提出，其一是用丝绵、腈纶绵、羽绒等柔软材料做芯材，先进行高温杀菌、再进行药物处理，如一种抗菌健康枕，枕套和枕芯面料均为经过抗菌防臭整理剂处理的抗菌布料，枕芯由三层构成，分别为中药植物层，羽绒毛片层和负离子纤维层，集抑菌、抗菌、清心明目、提神醒脑、杀菌除味、净化空气多种保健功能于一体；也有以海绵为枕芯，在海绵中加入添加剂，先将拟加的药物制成粉末或液体，再与海绵原、配料混合，充分搅拌，然后放入所设计成型的模具中，按正常发泡工艺发泡成型，此种药物海绵是视所加入药物的不同而制成具有消毒杀菌作用的浴用海绵或医疗保健作用的坐垫、床垫等，也可作为药物载体，这类制品起到一定的杀菌和保健作用，也能保持枕头床垫的舒适性，但杀菌作用不能持久，随着药物的散发，或因洗涤而造成药物流失，杀菌作用很快消失；另一类是部分或全部用荞麦壳、山楂核、竹碳、中草药等经杀菌处理后为填充材料，如一种药枕的生产方法是将太空棉和雪山一枝蒿、杜仲叶、金银花的半成品作枕头的填料，经消毒、杀菌制成，这类制品一般舒适性差，有异味。
人工合成的杀菌消毒材料可分为无机和有机两大类，由于有机类抗菌材料存在抗菌性较弱，耐热性、稳定性较差，自身分解产物和挥发物可能对人体有害，不适合用于高温加工等缺点，限制了其使用；传统的无机类抗菌剂由银、铜、锌等金属离子担载于沸石、磷酸锆、易熔玻璃、硅胶、活性炭等载体组成；消毒剂有臭氧、过氧乙酸、次氯酸盐、稳定氧化二氯等。近年来，以纳米二氧化钛为代表的光催化材料的杀菌消毒作用得到了广泛的研究。
TiO2价带和空的导带间的带隙为3.2eV，在大于3.2eV能量的光照条件下，电子可从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，空穴易与表面吸附的H2O或OH-反应形成具有强氧化性的活性羟基，电子则与表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子(O2·-)，超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基(·OOH)和双氧水(H2O2)，活性羟基、超氧离子、过羟基和双氧水都可与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应而对生物细胞结构引起广泛的损伤性破坏，同时还能将空气中的甲醛、苯、甲苯等有害气体降解或分解成无害物质，达到净化空气的目的。
纳米TiO2光催化具有以下特点：(1)抗菌与杀菌效果迅速，杀菌力强，活性羟基很高的反应活性，能迅速有效地分解构成细菌的有机物，再加上其它活性氧物质的协同作用，因此，与同样具有较强抗菌效应的银担载型无机类抗菌材料相比，其作用效果更为迅速；(2)同时具有抗菌和杀菌效应，TiO2通过光催化产生的活性羟基能分解细菌的生长与繁殖需要有机营养物质，抑制细菌增强和发育，从而在很大程度上减少了细菌数量，达到抗菌和杀菌的目的；(3)彻底的杀灭性，银、铜、锌等金属离子担载的无机杀菌剂能使细胞失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分如内毒素，内毒素可引起伤寒、霍乱等疾病，而光催化作用不仅能消弱细菌的生命力，而且能攻击细菌的外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的内部结构，从而彻底的杀灭细菌；(4)具有防霉效应；(5)适用性广和稳定性好，TiO2对人安全无害，作为化妆品、牙膏填料、白色涂料等已得到广泛应用，TiO2抗菌材料作用效果持久，利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光作激发源就可具有抗菌效应。
1985年，日本的Tadashi Matsunaga等首先发现了TiO2在紫外光照射下有杀菌作用。实验结果报道，与负载TiO2颗粒共同培养的乳杆嗜酸细菌、酵母菌、大肠杆菌在金属卤化物灯照射下，可以被彻底杀灭。将TiO2固定在醋酸纤维素膜上进行流动连续杀菌实验研究，同样取得了良好的效果。大量的研究表明，TiO2纳米膜对细菌、病毒、肿瘤细胞具有杀灭作用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种光触媒抗菌海绵及其枕垫制品，利用纳米TiO2光触媒材料生产抗菌海绵及其枕垫制品，提高海绵及枕垫的杀菌效率，延长抗菌时间，降低生产成本。
本发明的技术解决方案是：该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的Tio2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多无醇的1-8％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量400-1500，羟值100-350，另一种平均分子量1500-5000，羟值35-80，配比为1.5-1∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂，添加量为聚醚多元醇的0.5-2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.1-1.5％；泡沫稳定剂的添加量为聚醚多元醇的1％-2％；发泡剂水的添加量为聚醚多元醇的1-3％。
本发明的光触媒抗菌海绵中，胺类催化剂为三乙烯二胺、五乙烯四胺或已二胺。
本发明的光触媒抗菌海绵中，泡沫稳定剂为商品名L580、Y8002或8123。
二氧化钛光催化杀菌原理可表示为：
TiO2+h v→h++e-         (1)
OH-+h+→·OH            (2)
H2O+h+→·OH+H+         (3)
O2+e-→O2·-            (4)
O2·-+H2O→·OOH+OH-    (5)
2·OOH→H2O2+O2         (6)
·OOH+H2O+e-→H2O2+OH-  (7)
H2O2+e-→·OH+OH-       (8)
·OH+·OH→H2O2         (9)
细胞或病毒体内生物分子在·OOH、H2O2、O2·-等氧化物种的作用下，发生氧化降解，直至生成二氧化碳和水。
本发明的光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品具有如下优点：1.杀菌彻底、效率高；2.生产成本低，使用方便，寿命长；3.不产生新的污染；4.性能稳定
具体实施方式
该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多元醇的1-8％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量400-1500，羟值100-350，另一种平均分子量1500-5000，羟值35-80，配比为1.5-1∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂，添加量为聚醚多元醇的0.5-2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.1-1.5％；泡沫稳定剂添加量为聚醚多元醇的1％-2％；发泡剂水的添加量为聚醚多元醇的1-3％。
本发明的光触媒抗菌海绵及其枕、垫制品中，胺类催化剂为三乙烯二胺、五乙烯四胺或已二胺。
本发明的光触媒抗菌海绵中，泡沫稳定剂为商品名L580、Y8002或8123。
实施例1：该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多元醇的1％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量400，羟值100，另一种平均分子量1500，羟值35，配比为1.5∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂三乙烯二胺，添加量为聚醚多元醇的0.5％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.1％；泡沫稳定剂商品名L580，添加量为聚醚多元醇的1％；发泡剂水的添加量为聚醚多元醇的1％。
实施例2：该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多无醇的4.58％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量950，羟值230，另一种平均分子量3300，羟值60，配比为1.3；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂五乙烯四胺，添加量为聚醚多元醇的1.2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.8％；泡沫稳定剂商品名Y8002，添加量为聚醚多元醇的1.5％；发泡剂水的添加量为聚醚多元醇的1.5％。
实施例3：该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多无醇的8％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量1500，羟值350，另一种平均分子量5000，羟值80，配比为1∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂已二胺，添加量为聚醚多元醇的2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的1.5％；泡沫稳定剂商品名8123，添加量为聚醚多元醇的2％；发泡剂水添加量为聚醚多元醇的3％。
该聚氨酯海绵的密度在20kg/m3-1000kg/m3，制成的海绵具有对大肠菌等分解作用，分解率达98％，检出数小于500个/cc。

Claims (4)

1.光触媒抗菌海绵，该光触媒抗菌海绵由下列组份依传统工艺制造而成：晶型为锐钛矿型的TiO2光触媒材料，孔目数1200目以上，添加量为聚醚多元醇的1-8％；聚醚多元醇，其中一种平均分子量400-1500，羟值100-350，另一种平均分子量1500-5000，羟值35-80，配比为1.5-1∶1；异氰酸酯，商品名为TDI80/20，指数为85-115；胺类催化剂，添加量为聚醚多元醇的0.5-2％；辛酸亚锡催化剂，用量为聚醚多元醇的0.1-1.5％；泡沫稳定剂添加量为1-2％；发泡剂水的添加量为聚醚多元醇的1-3％。
2.根据权利要求1所述的光触媒抗菌海绵，其特征在于：胺类催化剂为三乙烯二胺、五乙烯四胺或己二胺。
3.根据权利要求1所述的光触媒抗菌海绵，其特征在于：泡沫稳定剂为商品名L580、Y8002或8123。
4.根据权利要求1所述的光触媒抗菌海绵，其特征在于：由光触媒抗菌海绵生产枕、垫制品。
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Assignee: Jiangsu Wellcare Household Articles Co., Ltd.

Assignor: Huaian Kanway Chemical technology Co., Ltd.

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Denomination of invention: Photo-catalytic antibiotic sponge and its pillow and mat product

Granted publication date: 20100811

License type: Exclusive License

Record date: 20130418

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Granted publication date: 20100811

Termination date: 20131222