[发明专利]一种抗菌高吸水树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌高吸水树脂复合材料及其制备方法，该复合材料包括：高分子胍类抗菌剂0.2～2重量份；单链小分子季铵盐抗菌剂0.1～2重量份；双链小分子季铵盐抗菌剂0.1～2重量份；高吸水树脂94～99.6重量份；经共混复合、干燥工序制得。本发明通过抗菌剂的筛选与复配，提供了与高吸水树脂体系相容性好的抗菌剂复配物，该抗菌剂复配物易溶于水，利用高吸水树脂的吸水特性，将抗菌成分成功均匀复合入高吸水树脂内部。该抗菌剂复配物在高吸水树脂基体中能发挥出协同抗菌的作用，少量添加即有优异的杀菌效果，成本低廉。该抗菌高吸水树脂复合材料生产工艺简单，具有优异的抗菌功能性，且不会对原树脂的吸收性能带来不利影响。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种抗菌高吸水树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

高吸水树脂是一种含有羟基、羧基等强亲水性基团，具有适度交联三维网状结构的高分子物质，被广泛应用于一次性卫生用品领域，如卫生巾、纸尿裤、护理垫、尿片等。高吸水树脂一般是以不饱和烯类单体(如丙烯腈、丙烯酸及其盐、丙烯酰胺等)作为原材料，添加交联剂和引发剂经聚合反应合成水凝胶，后经干燥和粉碎制成的，作为主要优选使用粒径在150μm以上且小于850μm的范围的树脂颗粒。高吸水树脂遇水时，水分子通过氢键与高分子链上存在的大量亲水基团发生水合作用，亲水基团开始离解，阴离子数目增加，呈现出聚电解质的性质，能够吸收自身重量几百倍的水分。高吸水树脂在使用时会吸收大量人体体液和尿液，在适宜的温度和湿度下极易滋生细菌。随着一次性卫生用品的高性能化，也逐渐要求高吸水树脂具备一些特殊功能性，如抗菌功能等。

目前，对于高吸水树脂的抗菌改性方法主要有化学合成法和共混改性法。化学合成法是在水凝胶合成阶段加入抗菌功能组分，使之通过化学键的作用与高吸水树脂基体结合，达到抗菌改性目的。中国发明专利申请201910932244.6公开了一种抗菌型高分子吸水树脂的制备方法，该方法使用的聚合单体为丙烯酸，掺杂的抗菌材料是壳聚糖，选用氧化石墨作为接枝材料，制备的高分子吸水树脂的杀菌率为83％。通过以上方法使抗菌组分通过化学键牢固结合在基体中，其缺点主要表现在制备工艺需要自由基聚合反应，工艺条件要求较高，产品批量稳定生产难度较大，且抗菌率不高。中国发明专利申请201911071287.6公开了一种抗菌耐盐高分子吸水树脂的制备方法，通过自由基引发丙烯酸聚合制备出的抗菌耐盐高分子吸水树脂材料，能分离和消除尿液中的各种无机盐成分，快速排出湿气和热气，干爽舒适，且抑制细菌，预防婴儿红臀。其缺点主要表现在自由基引发丙烯酸聚合工艺条件要求较高，而且需要制备复杂的石墨烯抗菌组合物，其实现批量生产难度较大。还有高吸水树脂合成过程中添加银系抗菌剂的发明，比如中国专利申请CN201410658347.5，在二次交联过程中加入纳米银抗菌剂，获得具有优异杀菌效果的抗菌高吸水树脂。银离子虽然抗菌性较强，但是银离子会在人体中累积，存在潜在的安全风险；另外，添加银离子后材料易黄变，且在合成过程中需使用污染性的还原剂，这些都限制了银系抗菌材料的实际应用。化学合成的方法普遍存在生产工艺繁琐，成本高，吸收性能较差等缺点。

高分子吸水树脂的共混改性是通过物理键(氢键、静电相互作用、吸附等)的作用进行复合，将功能化改性物质通过一定方法引入到高分子吸水树脂材料基体中，赋予材料功能性。中国发明专利申请202010608979.6公开了一种抗菌高吸水树脂的制备方法，利用高吸水树脂对水相体系的吸附作用，实现抗菌剂与高吸水树脂基体的复合，该方法操作简单，但是由于抗菌成分与高吸水树脂基体的相容性问题，需要添加较高含量抗菌剂才能达到较好的抗菌效果，如在实施例中可以看到，添加的抗菌剂质量分数甚至达到50％，获得的抗菌高吸水树脂成本高昂，限制了其实际应用。

因此，为了解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，提供一种抗菌高吸水树脂复合材料，各组分相容性好，抗菌成分添加量低，且抗菌性能优异，安全性高，成本低廉的抗菌高吸水树脂是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抗菌高吸水树脂复合材料及其制备方法，本发明提供的一种抗菌高吸水树脂复合材料各组分相容性好，具有优异的抗菌功能性。