[发明专利]一种基于双重乳化剂的吸水泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于双重乳化剂的吸水泡沫及其制备方法，该吸水泡沫是水相体系和油相体系的混合物，在引发剂溶液作用下通过乳液聚合得到的；水相体系是质量分数0.5～3％的电解质水溶液；按质量分数计，油相体系是50～90％丙烯酸酯类单体、5～20％乙烯类单体、0.1～5％交联剂和4～30％双重乳化剂的混合物，双重乳化剂为亲油性表面活性剂和纳米金属粒子的混合物；水相体系和油相体系的质量比为(10～20):1。本发明油相体系中选用了双乳化剂，有效提高了乳液的稳定性和泡沫的强度，聚合烘干后得到的吸水泡沫，泡孔分散均匀，其平均吸水和保水能力均不低于20g/g。

技术领域

本发明属于吸水材料领域，具体涉及一种基于双重乳化剂的吸水泡沫及其制备方法。

背景技术

丙烯酸酯类吸水材料由于其优异的吸水性和保水性被广泛应用于卫生用品领域，现如今应用于尿不湿和女性卫生用品等领域的吸水材料主要是由颗粒类丙烯酸酯构成。其在吸水以后会有“面团效应”，造成不适感，同时导致中间吸收量过多而边缘地方没有吸收到水。因此开发基于丙烯酸酯类的吸水泡沫，对于提升材料吸水、保水能力和促进商业应用具有着重要的意义。

研究发现，现有的乳化剂和丙烯酸酯类材料为单体构建的高内相乳液存在稳定性较差的问题，在静置、搅拌转速降低、温度升高或聚合等情况下均会破坏乳液的稳定性，导致不同程度的油水分离情况，进而影响泡沫的吸水和保水性能。特别是在加入引发剂进行乳液聚合时，会造成10～40wt％的油水分离现象，从而极大的降低了泡沫吸水和保水能力，在添加泡沫改性剂后还会发生30～80wt％程度的油水分离现象。乳液的稳定性问题严重影响了泡沫的性能、及其工业化生产和改性研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于双重乳化剂的吸水泡沫及其制备方法，解决现有技术中由于乳液不稳定导致制得的吸水泡沫吸水和保水能力较差的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明基于双重乳化剂的吸水泡沫的技术方案是：

该吸水泡沫是水相体系和油相体系的混合物，在引发剂溶液作用下通过乳液聚合得到的；水相体系是质量分数为0.5～3％的电解质水溶液；按质量分数计，油相体系是50～90％丙烯酸酯类单体、5～20％乙烯类单体、0.1～5％交联剂和4～30％双重乳化剂的混合物，双重乳化剂为亲油性表面活性剂和纳米金属粒子的混合物；水相体系和油相体系的质量比为(10～20):1。

进一步地，油相体系的组成为：60～70wt％丙烯酸类单体、7～15wt％乙烯类单体、0.1～2wt％交联剂、10～15wt％双重乳化剂。

进一步地，丙烯酸类单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯，乙烯类单体为二乙烯基苯、乙烯基苯酚、乙烯基苯胺或乙烯基苯甲醇，交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。

进一步地，亲油性表面活性剂和纳米金属粒子的质量比为(5～7):1。

进一步地，亲油性表面活性剂为司盘-20、司盘-40、司盘-60、司盘-80或司盘-85；纳米金属粒子为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝或纳米氧化铁。

进一步地，电解质为无水氯化钙；引发剂溶液是引发剂和氯化钙溶于水得到的，引发剂、氯化钙和水的质量比为(0.6～1.2)：(0.1～0.15):10；引发剂溶液和油相体系的质量比为(0.7～0.9):1。

进一步地，引发剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化异丙基苯、二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酰。

本发明基于双重乳化剂的吸水泡沫的制备方法的技术方案是：包括以下步骤：取水相体系加入油相体系中，搅拌至出现絮凝状物质时，滴加引发剂溶液，滴加完毕后搅拌均匀，进行乳液聚合，乳液聚合的产物干燥得到吸水泡沫。

进一步地，将水相体系一次性加入油相体系中，搅拌转速为600～1000RPM；滴加引发剂溶液，调节转速为1500～2500RPM。