[发明专利]高加压吸收与高保水的高吸水性树脂及制备方法与应用

说明书

本发明涉及高抗菌性与高耐盐性的高吸水性树脂，按重量份数计，丙烯酸100份；碱式化合物35‑45份；初交联剂0.06‑1.8份；引发剂0.05‑2份；复合交联剂0.3‑4份；茶皂素插层石墨烯抗菌组合物0.01‑10份。所述高吸水性树脂是在经去离子水稀释并由碱式化合物中和丙烯酸单体溶液而成的丙烯酸/丙烯酸盐的混合液内，加入初交联剂并搅拌均匀后，加入0‑45％的茶皂素插层石墨烯抗菌组合物超声分散30‑240min，然后升温至35℃‑70℃加入引发剂聚合而成的胶体状高吸水性树脂，依次通过造粒、干燥，并在110‑180℃温度下采用混合交联剂进行表面处理而形成的获得本发明的高吸水性树脂。

技术领域

本发明属于功能性高吸水性树脂的研究领域，特别涉及一种高抗菌性与高耐盐性的高吸水性树脂、制备方法及其应用。

背景技术

高吸水性树脂(super absorbent polymer，SAP)是具有较高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的总称。在国外，20世纪50年代初，美国Goodrich公司开发了交联聚丙烯酸树脂，随后美国农业部北方研究中心Russell等人于1961年着手研究淀粉与丙烯腈的接枝技术；到了1978年，日本三洋化成公司研发并产业化生产淀粉接枝聚丙烯酸共聚型高吸水性树脂。在国内，高吸水性树脂研究起步于20世纪80年代初，由于起步晚、发展时间短等客观因素，我国生产的高吸水性树脂创新能力及技术开发能力都无法与国外相比。

起初，高吸水性树脂主要作为保水剂，广泛应用于是农业技术领域，随着高吸水性树脂作为吸收载体在一次性卫生用品中的大量使用，国内外对高吸水性树脂的需求量开始急剧膨胀，平均年增长率高达30％～40％，对品种、合成途径、性能及应用领域等方面的研究日趋成熟。根据高吸收树脂的原料来源不同，高吸收树脂大致可分为三大系列：淀粉系、纤维素系、合成系，其中合成系中的聚丙烯酸盐类由于原来来源丰富、价格低廉、长期保存、综合吸水性能优良等特点成为当前研究的重点。合成系中的聚丙烯酸盐类高吸水性树脂引起具有良好的吸收性能，作为吸收介质在一次性卫生用品中得到广泛的应用，因此，目前国内对聚丙烯酸型高吸水性树脂的研究都是基于其在一次性卫生品中的应用性能的研究，包括低单体残留量技术、耐压吸水率、高速吸水速率以及抗结块性能等，但是，对聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的抗菌、耐盐吸收以及加压吸收性能的研究较少。

总所周知，人的尿液成份复杂，其主要含有尿素和各种无机盐离子，如Na⁺、Cl^-、K⁺、SO₄^2-等，同时，人的尿液在各种微生物的作用下转化为未到难闻的氨的气味，对于长期服药的人来说，其尿液味道更为严重，特别容易引起心里疾病及各种皮肤疾病，如红疹等。因此，随着人们生活水平的提高和健康意识的加强，具有抗菌性能的一次性卫生用品已经成为人们生活中不可缺少的一部分，由于银离子对人体细胞和免疫系统安全无毒，且抗菌性能极佳，所以制备无机抗菌剂通常使用银离子及其化合物，具有抗菌活性的金属离子有银、铬、钴、镍、铝、铜、锌、铁等离子，从安全性和抗菌性共同考虑，Ag⁺最好，Zn²⁺次之，因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。

但是，通过添加纳米银离子于妇幼的贴身日用品中达到抗菌效果，对使用者的身体存在较大的安全隐患，表现在以下缺陷：(1)Ag+容易被还原成单质银而变为黑色，影响银离子抗菌剂在浅色制品中的应用，抗变色能力差；(2)在碱性环境中易生成Ag2O沉淀，缓释性能差，影响抗菌持久性；(3)Ag+遇Cl-的物品或环境时，容易生成AgCl沉淀即银沉淀现象导致其抗菌性能明显减弱甚至失效，耐盐性能较差，(4)载银量较低，抗菌效果有效。

为克服这一问题，研究人员在以往的研究中还发现石墨烯具有一定的抗菌性能，例如在《美国化学会-纳米》(ACS-Nano，2010年第4卷4317页)报道了一种由氧化石墨烯还原的石墨烯纸具有一定的抗菌性能。

随后出现一系列基于石墨烯/金属离子(如银粒子、铜离子)复配的复合抗菌材料。如：