一种超吸水生物基泡沫材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种超吸水生物基泡沫材料及其制备方法和应用，涉及发泡材料技术领域。一种超吸水生物基泡沫材料的制备方法的制备方法，包括以下步骤：(1)水溶解增塑剂，得到增塑剂预混溶液；(2)将纤维均匀分散在水中，得到纤维溶液；将天然高分子材料和表面活性剂加入到分散好的纤维溶液中搅拌，搅拌时加入增塑剂预混液；(3)待完全溶解后，得到凝胶溶液，将空气引入凝胶溶液的液相中对其进行物理发泡，至目标发泡倍率时停止发泡，得到湿泡沫；(4)将湿泡沫浇注至模具中，干燥，得到超吸水生物基泡沫材料。所述制备方法得到的超吸水生物基泡沫材料具有亲水、柔软的开孔结构，同时具有低密度、高吸水性、高保水性、可降解的特性。可降解的特性。可降解的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种超吸水生物基泡沫材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及发泡材料
，特别是涉及一种超吸水生物基泡沫材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人们对美好生活的追求增加以及对健康和舒适感的关注，许多卫生用品，例如口罩、妇女卫生巾和婴儿尿布，已逐渐转变为日常稳定的需求。据统计，国内一次性卫生用品(包括吸收性卫生用品和擦拭巾)市场持续增长。经期裤、婴儿纸尿裤、成人失禁用品的消费量比上年显著增长。卫生护垫和婴儿纸尿片消费量继续下降。2019年吸收性卫生用品的市场规模(市场总销售额)达到约1165.3亿元，比2018年增长3.4％(2018年市场规模为1127.0亿元)。在吸收性卫生用品(包括女性卫生用品、婴儿纸尿裤/片和成人失禁用品)市场总规模中，女性卫生用品(包括卫生巾、经期裤和卫生护垫)占49.1％，婴儿纸尿裤/片占42.8％，成人失禁用品(包括成人纸尿裤/片和护理垫)占8.1％。(《2019年中国一次性卫生用品行业的概况》)
[0003]然而，虽然我国卫生品制造行业正蓬勃向前发展，但不容忽视的是大部分一次性卫生用品的材料都是不可降解的，所以不可避免地会形成不可忽视的固体垃圾。目前，固体垃圾处理的主要方法是填埋，其次是回收、焚烧和堆肥。然而，填埋方式不可持续，还有空气温室效应和水污染隐患。卫生用品固废特殊，回收利用显然有天然弊病，因不易燃性亦不适合焚烧。因此，卫生用品可生物降解化利于该类固废进入有机垃圾堆肥处理途径。
[0004]卫生巾行业营业成本由原材料成本、包装材料成本、人工成本以及其他四部分构成，营业成本结构相对稳定，原材料成本及包装材料成本合计占营业成本的比例始终保持在80％以上。卫生巾原材料始终为棉、无纺布、无尘纸、PE膜、离合纸、高分子、胶、浆板等。其中，膜、胶在原材料成本中的占比变动较小，无纺布占比呈现持续上升态势，高分子及浆板成本呈现出下降趋势。无纺布在卫生巾中主要作为面层、隔边、底层材料使用，可以提升产品的干爽性和柔软性，能够更好的满足消费者对于产品舒适性、贴身性的要求。随着卫生巾产品结构向中高端方向调整，在产品中使用了更多的无纺布来提升产品的干爽性和柔软性，因此无纺布使用量明显上升，导致无纺布成本在原材料成本中的占比上升。高分子是一种高效的吸水材料，且吸水膨胀后能够有效防止液体的再次渗出，是生产超薄复合芯体的重要原材料之一。浆板是用于卫生巾中的一种吸水材料，但以浆板作为吸水材料会导致产品较厚并影响消费者的使用体验。近年来，为降低产品厚度、提升消费者使用体验，降低浆板使用量，使产品能够有效降低厚度，提高穿着舒适度。
[0005]卫生巾是一种具备液体吸收力的产品，分为三层，分别是面层、吸收芯、底层。卫生棉的背胶是不透水材质，可将经血保留在卫生棉中，用来吸收女性月经来潮时，自阴道流出的经血。
[0006]从原料用量上看，表层和底层所需的无纺布和防漏膜用量最大；从重要性看，中间吸收体对材质要求最高。吸收体(吸收芯)用于吸收液体，主要材料有高分子吸水树脂
(SAP)、木浆、绒毛浆、吸水纸等，或者棉、不织布、纸浆或以上材质复合物所形成的高分子聚合物和高分子聚合物复合纸。这一部分决定了卫生巾的吸水性和性能。目前优质的SAP和绒毛浆仍需依赖进口。
[0007]因此，本领域迫切需要开发出一种具有高吸水性、高保水性、可降解的泡沫材料及其制备方法；同时开发高吸水性、高保水性、可降解的泡沫材料在卫生巾、纸尿裤/巾等医用卫生材料的应用。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用凝胶溶液/浆体液态发泡，以天然高分子材料为基体，通过添加表面活性剂来降低天然高分子材料表面活性，添加增塑剂改善柔软度，添加纤维增强机械性能，合成可生物降解复合泡沫材料。
[0009]本专利技术提供一种超吸水生物基泡沫材料，该超吸水生物基泡沫材料具有亲水、柔软的开孔结构，同时具有低密度、高吸水性、高保水性、可降解的特性。
[0010]本专利技术提供一种超吸水生物基泡沫材料的制备方法，该制备方法，工艺操作简单，原料来源广；且采用低粘度的液态浆体空气直接注入，能耗低、无污染物产生。
[0011]本专利技术还提供一种超吸水生物基泡沫材料在制备医用卫生材料的应用。
[0012]一种超吸水生物基泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)水溶解增塑剂，得到增塑剂预混溶液；
[0014](2)将纤维均匀分散在水中，得到纤维溶液；将天然高分子材料和表面活性剂加入到分散好的纤维溶液中搅拌，搅拌时加入增塑剂预混液；
[0015](3)待完全溶解后，得到凝胶溶液，将空气引入凝胶溶液的液相中对其进行物理发泡，至目标发泡倍率时停止发泡，得到湿泡沫；
[0016](4)将湿泡沫浇注至模具中，干燥，得到超吸水生物基泡沫材料；
[0017]所述天然高分子材料的质量与凝胶溶液总质量的质量比为0.01至0.5；增塑剂与天然高分子材料的质量比为0.01至0.5；纤维与天然高分子材料的质量比为0.001至0.5；表面活性剂的质量与凝胶溶液总质量的质量比为0.003至0.01。
[0018]优选的，所述天然高分子材料选自琼脂、卡拉胶、海藻酸、果胶、明胶、蝗虫豆胶、阿拉伯树胶、改性纤维素、纳米纤维素、改性淀粉及其衍生物、黄原胶、盖兰胶或其它类似材料中的一种或多种。
[0019]优选的，所述增塑剂选自山梨醇、乙二醇、丙三醇中的一种。
[0020]优选的，所述纤维选自纸纤维、纳米纤维中的一种。
[0021]优选的，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、新洁尔灭、洗必泰、辛基酚聚氧乙烯(9)醚、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种。
[0022]优选的，步骤(2)中，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌条件为：搅拌温度40
‑
60℃，搅拌时间20
‑
30分钟。
[0023]优选的，步骤(3)中，所述目标发泡倍率为5
‑
20倍。
[0024]优选的，步骤(4)中，所述干燥为恒温恒湿干燥，所述干燥条件为：温度，20
‑
80℃，相对湿度1
‑
50％，干燥时间1
‑
48h。
[0025]本专利技术公开一种超吸水生物基泡沫材料，所述超吸水生物基泡沫材料为采用上述的制备方法制备得到的超吸水生物基泡沫材料；所述超吸水生物基泡沫材料的泡沫密度小于25kg/m3，孔隙率大于0.9，吸水量大于40g/g,保水量大于40g/g。
[0026]本专利技术还公开上述超吸水生物基泡沫材料，在制备医用卫生材料的应用。
[0027]有益效果
[0028](1)本专利技术提供了一种超吸水生物基泡沫材料的制备方法；本专利技术采用凝胶溶液/浆体液态发泡，以天然高分子材料为基体，通过添加表面活性剂来降低天然高分子材料表面活性，添加增塑剂改善柔软度，添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超吸水生物基泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)水溶解增塑剂，得到增塑剂预混溶液；(2)将纤维均匀分散在水中，得到纤维溶液；将天然高分子材料和表面活性剂加入到分散好的纤维溶液中搅拌，搅拌时加入增塑剂预混液；(3)待完全溶解后，得到凝胶溶液，将空气引入凝胶溶液的液相中对其进行物理发泡，至目标发泡倍率时停止发泡，得到湿泡沫；(4)将湿泡沫浇注至模具中，干燥，得到超吸水生物基泡沫材料；所述天然高分子材料的质量与凝胶溶液总质量的质量比为0.01至0.5；增塑剂与天然高分子材料的质量比为0.01至0.5；纤维与天然高分子材料的质量比为0.001至0.5；表面活性剂的质量与凝胶溶液总质量的质量比为0.003至0.01。2.根据权利要求1所述的超吸水生物基泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述天然高分子材料选自琼脂、卡拉胶、海藻酸、果胶、明胶、蝗虫豆胶、阿拉伯树胶、改性纤维素、纳米纤维素、改性淀粉及其衍生物、黄原胶、盖兰胶或其它类似材料中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的超吸水生物基泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述增塑剂选自山梨醇、乙二醇、丙三醇中的一种。4.根据权利要求1所述的超吸水生物基泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述纤维选自纸纤维、纳米纤维中的一种。5.根据权利要求1所述的超吸水生物基泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋金华，维吉尼亚，宋行，杨慧敏，
申请(专利权)人：宋金华，
类型：发明
国别省市：