[发明专利]氧化胺型抗菌高吸水树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌型高吸水性树脂及其制备方法，属于功能高分子材料领域。

背景技术

高吸水树脂(SAP)又称高吸水剂、保水剂、保湿剂，是一种具有高吸水保水能力的轻度交联的功能高分子材料。目前SAP广泛应用于妇女儿童卫生材料、水溶胀密封材料、包装材料、建筑材料、农林业保水抗旱材料等。其中市场最大的是在婴儿尿不湿和妇女卫生巾领域。以前的专利提出了利用不同原料和方法制备高吸水性树脂，包含了树脂洗液率和洗液速度改善的问题。但作为在工业、农林、日用化工行业广泛使用的SAP，按照其用途所要求的性能特点各不相同。据报道，目前世界上作为女性卫生巾和化妆品用的SAP占总产量的80％以上，它不但要求较高的吸水性和保水性，而且需要一定的抗菌杀菌性能。研究表明，妇女的一生中，70％以上的人会感染细菌造成妇科疾病，这与卫生巾用吸水树脂不具备抗菌性具有很大的关系。同时，婴儿和老人在使用此类卫生用过程中，对细菌的抵抗能力弱，细菌的滋生对他们的健康也极为不利。

市场上为了使吸水树脂得到更广泛的应用，人们在其中添加抗菌剂，从而获得抗菌高吸水树脂。使用的抗菌剂课归纳为无机类、有机类和天然类。天然抗菌剂因来源、提取水平、成本等条件的限制，其应用推广有一定的困难，同时天然抗菌剂存在稳定性差，有色度等问题，应用范围窄。无机抗菌剂多数含有银离子。首先，银离子成本价格高。其次，贴身时可能会透过皮肤进入人体内部，由于其与人体的亲和力较大，容易在体内沉积影响健康。而且，银离子易变成棕色氧化银，降低抗菌性。目前市场上应用的抗菌材料多数仍为有机抗菌剂，有机类抗菌剂存不但耐热性、稳定性较差，其分解产物和挥发物可能对人体有害；而且有机小分子易迁移，毒理安全性差。因此，如果在功能高分子上引入一定量的有机抗菌性基团，不仅功能高分子原来的性能不变；而且稳定性提高、毒理性降低。该新型功能高分子改善了有机抗菌剂的缺点，开拓了日化应用新领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高吸水性树脂及其制备方法，该树脂是利用具有抗菌杀菌性能的氧化铵与丙烯酸类聚合单体共聚而成的。

该抗菌型高吸水树脂的制备方法包括下列步骤：

1.常温下，水溶液中，双氧水氧化N，N-二甲基乙醇胺，得到N，N-二甲基乙醇氧化胺。反应式如下：

2.减压蒸馏水分，添加有机溶剂和马来酸酐。第一步生成的N，N-二甲基乙醇氧化胺与马来酸酐反应，生成马来酸二甲氧氨基乙酯。反应式如下：

3.减压脱去有机溶剂，添加水、丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂。共聚交联后，得到抑菌杀菌型高吸水性树脂。高吸水性树脂采用溶液共聚法制备，在氧化还原引发体系中进行，氧化剂为过硫酸钠或过硫酸铵，还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠。

该步骤各物质初始比例如下：

①共聚单体：中和度为60～70％的丙烯酸60～80；丙烯酰胺15～30；马来酸二甲氧氨基乙酯2.5～5.0②交联剂：N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.01～0.09③引发剂：过硫酸铵0.5～1.0；亚硫酸氢钠0.4～0.8

该发明特点及与现有技术区别：

1.在共聚体系中引入了对皮肤、粘膜和创伤面无刺激，对人畜无毒副作用的氧化胺，使高吸水性树脂在使用时能对与其接触的多种微生物(如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等)具有较强的杀灭和抑制能力。

2.采用阳离子性单体、阴离子性单体和非离子单体多元共聚制备高吸水性树脂，产品吸蒸馏水率为203～527g.g^-1，吸0.9％的食盐水倍率为48～82g.g^-1，吸水率、耐盐性和吸水速度比均聚物或二元共聚物明显提高。

3.氧化胺不刺激皮肤、生理毒性小，是一种安全有效的抗菌剂。

具体实施例

向1mol N，N-二甲基乙醇胺中加入适量水做溶剂，升温至65℃，缓慢滴加入50ml 30％的双氧水，控制滴加速度，滴加完毕后升温至80℃回流反应6h。减压蒸馏除去水分，加入6mol 1，4-二氧六环做溶剂，与1mol马来酸酐在50℃回流反应2h。减压脱去1，4-二氧六环溶剂，加入2kg克去离子水和1KG克丙烯酸，用质量分数为30％氢氧化钠溶液中和，配成pH＝6.5的丙烯酸溶液；在溶液中加入200g丙烯酰胺、2.5gN，N’-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌至完全溶解；向混合液中加入质量分数为10％的亚硫酸氢钠溶液20克和质量分数为10％的过硫酸铵溶液20克，70℃搅拌反应，体系粘度逐渐加大并伴有放热现象。反应20min后，将所得凝胶倒入干净磁盘中，于烘箱内干燥至恒重，即得产品。其吸水率(Q_水)＝313g.g^-1，吸盐率(Q_盐)＝65.2g.g^-1，pH为6.8，η＝76.7％。