抗菌防霉高分子蓄冷材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及蓄冷材料領(lǐng)域，更具體的，涉及一種抗菌、防霉性能良好的高分子蓄冷 材料及其制備方法，該材料適用于對(duì)抗菌性能和防霉性能要求均較高的降溫服、降溫帽等 夏季戶外高溫防護(hù)裝備。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今的降溫服已成為高科技產(chǎn)品，其中蓄冷材料及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用直接 影響著降溫服的降溫效果及其耐用性能。
[0003] 蓄冷材料自身的性能直接影響降溫服的降溫效果，因此，開發(fā)高效蓄冷、無(wú)毒環(huán)保 的蓄冷材料一直是研究者們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)，也是提高降溫服降溫效能的重要途徑。
[0004] 高吸水樹脂稱為"干凝膠"，高吸水樹脂能吸收大量的水，吸水后稱為"水凝膠"。水 凝膠是以水為分散介質(zhì)的高分子網(wǎng)絡(luò)體系，性質(zhì)柔軟，能保持一定的形狀。高吸水樹脂吸水 后，水分子在緩慢蒸發(fā)過(guò)程中需要吸收大量的熱，能產(chǎn)生高效的制冷效果。
[0005]與普通蓄冷材料相比，高吸水樹脂作為降溫服的蓄冷材料具有以下優(yōu)勢(shì)：1)高吸 水樹脂作為一種新型的蓄冷材料，采用水的液-氣相變（30°c，相變潛熱為2430J/g)制冷， 而國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的相變冷卻服采用的多為普通蓄冷材料，如水凝膠、硬凝膠、冰沙凝膠或高效 PCM材料，采用水的固-液相變方式（0°C，相變潛熱在123J/g-333J/g之間）。由此可見(jiàn)，高 吸水樹脂的蓄冷量是普通蓄冷材料的7-20倍。2)與普通蓄冷材料相比，高吸水樹脂吸水 后呈粘稠的凝膠狀，能有效抑制熱對(duì)流，從而能有效延長(zhǎng)保冷時(shí)間。3)高吸水樹脂吸水后 能保持一定的形狀，在衣服輕度破裂時(shí)不會(huì)流至人體而導(dǎo)致不適。4)高吸水樹脂吸水后性 質(zhì)柔軟，能增加其貼合性和穿著舒適性。5)高吸水樹脂制作工藝簡(jiǎn)單，原材料易得，綠色環(huán) 保，價(jià)格較低。
[0006] 高吸水樹脂作為蓄冷材料雖然具有很多優(yōu)勢(shì)，但是，高吸水樹脂吸水后，放置在密 閉的濕熱環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌或霉變。霉菌、細(xì)菌在一定溫度和濕度下大量繁殖，對(duì)高分子蓄 冷材料會(huì)造成嚴(yán)重危害，不但影響其外觀，而且影響其降溫效果和使用壽命。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專利201010125849. 3公開了一種抗菌高吸水樹脂的生產(chǎn)方法，該專利 以化學(xué)相轉(zhuǎn)移的方法將水性納米銀抗菌劑制備成有機(jī)納米銀抗菌銀溶膠，使抗菌劑與吸水 樹脂基體具有良好的相容性，并直接以該溶膠與高吸水樹脂混合干燥后，制得抗菌高吸水 樹脂。
[0008] 然而，該生產(chǎn)方法制備的抗菌高吸水樹脂適用于一次性衛(wèi)生用品中；而除了在一 次性衛(wèi)生用品中可以應(yīng)用抗菌高吸水樹脂，在降溫服、降溫帽等夏季戶外高溫防護(hù)裝備方 面抗菌高吸水樹脂也有著廣泛的應(yīng)用，由于降溫服、降溫帽等需要反復(fù)使用，因而，不僅需 要適合一次性用品中應(yīng)用的高吸水樹脂，同時(shí)還要研究作為反復(fù)使用的高分子蓄冷材料的 高吸水樹脂的抗菌、防霉技術(shù)。
[0009] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌防霉高分子蓄冷材料，該高分子蓄冷材料具有高 效持久的抗菌防霉特性；經(jīng)抗菌防霉處理，蓄冷材料顏色變化小，仍能保持較高的透明度和 較高的吸水性能。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種制備上述抗菌防霉高分子蓄冷材料的方法。
[0012] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0013] -種抗菌防霉高分子蓄冷材料，所述抗菌防霉高分子蓄冷材料包括如下重量份的 組分：
[0014]高吸水樹脂 100份，
[0015]表面處理劑 0.1-0. 5份，
[0016] 抗菌防霉處理液5-10份。
[0017] 其中，所述抗菌防霉處理液均勻的包覆在高吸水樹脂表面。
[0018] 添加表面處理劑目的是使高吸水樹脂顆粒表面疏水，有效避免在加入抗菌防霉處 理液時(shí)，高吸水樹脂顆?？焖傥箍咕烂固幚硪号c樹脂顆粒粘結(jié)成團(tuán)，導(dǎo)致抗菌防霉 劑不能在高吸水樹脂顆粒表面有效分散、粘結(jié)或包覆，最終影響高分子蓄冷材料的抗菌防 霉性能；表面處理劑用量小，影響處理完后樹脂表面疏水性，會(huì)跟后續(xù)加入的抗菌防霉處理 液形成水團(tuán)，影響抗菌防霉劑的分散；表面處理劑用量大，會(huì)增大樹脂表面的疏水性，影響 樹脂在使用過(guò)程中的吸水能力。因此，優(yōu)選的表面處理劑質(zhì)量份數(shù)為0.l-o. 5份。
[0019] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述表面處理劑為偶聯(lián)劑；所述偶聯(lián)劑選自 硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0020] 所述硅烷系列偶聯(lián)劑是化合*RnSiXWn)，式中n= 1-3 ;R是甲基、乙烯基、氨基、環(huán) 氧基、巰基或丙烯酰氧丙基官能團(tuán)；X是烷氧基、芳氧基、酰基或氯基基團(tuán)。
[0021] 所述鋁酸酯系列選自二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯，鋁酸三甲酯，鋁酸三異丙酯， 鋁酸三芐酯。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述鈦酸酯系列是化合物R〇〇Wn) Ti(0X-lTY)n，式中η= 2或3 ;R0是可水解的短鏈烷氧基官能團(tuán)；0X是羧基、烷氧基、磺酸 基或磷基基團(tuán)。
[0022] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述抗菌防霉處理液包括如下重量份的組 分：
[0023] 抗菌劑 3-5份， 防霉劑 5-7份， 粘合劑 10-30份， 稀釋劑 70-90份。
[0024] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述抗菌劑選自玻璃載銀抗菌劑、沸石載銀 抗菌劑、磷酸錯(cuò)載銀抗菌劑、銀鋅抗菌劑或納米銀抗菌劑；銀含量小于1. 5%的載銀抗菌 劑，其抗菌性能會(huì)由于銀含量的減少而減弱。因此優(yōu)選銀含量大于等于1. 5wt% ;所述納米 銀抗菌劑的納米銀粒徑為10_30nm，納米銀粒徑越小，越有利于抗菌劑在樹脂顆粒表面的均 勻分散，越能有效提高吸水樹脂的抗菌性能。
[0025] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述防霉劑選自鹵化物、雜環(huán)化合物和異噻 唑啉酮類化合物中的一種或幾種；所述鹵化物選自五氯苯酚鈉、4-氯-2-苯基苯酚和5， 6_二氯苯并噁唑酮中的一種或幾種；所述雜環(huán)化合物選自噻苯醚唑或苯并咪唑氨基甲酸 酯；所述異噻唑啉酮選自1、2_苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、 2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮。
[0026] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述防霉劑優(yōu)選異噻唑啉酮類化合物。
[0027] 上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料中，所述粘合劑為水性粘合劑，所述水性粘合劑 選自聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯、丙烯酸、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和有機(jī)硅樹脂中的 一種或幾種；所述稀釋劑為蒸餾水或去離子水。
[0028] -種制備上述的抗菌防霉高分子蓄冷材料的方法，所述方法包括如下步驟：
[0029] 1)配制抗菌防霉處理液；
[0030] 2)高吸水樹脂 100份，
[0031] 表面處理劑 0.1-0. 5份，
[0032] 抗菌防霉處理液5-10份，
[0033] 按上述重量配比稱取各組分，將高吸水樹脂顆粒放入高速混合機(jī)中，加入表面處 理劑，于常溫，攪拌速度為1600-2000r/min的條件下，高速攪拌5-8min，對(duì)高吸水樹脂表 面進(jìn)行疏水處理；高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速低，時(shí)間短則達(dá)不到處理效果；而轉(zhuǎn)速太高，處理時(shí) 間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使樹脂發(fā)熱發(fā)粘；因此優(yōu)選的高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為1600-2000r/min，攪拌時(shí)間為 5-8min〇
[0034] 將經(jīng)疏水處理后的高吸水樹脂顆粒放在高速混合機(jī)中，在常溫及攪拌速度為 30-60r/min的條件下，將抗菌防霉處理液由高速混合機(jī)的液體加料口緩慢滴加，待抗菌防 霉處理液添加完畢后，將轉(zhuǎn)速提高到120-260r/min，攪拌時(shí)間15-20min;然后將處理好的 高吸水樹脂顆粒在60-80°C烘箱中干燥8-12h，制得抗菌防霉高分子蓄冷材料。
[0035] 在添加抗菌防霉處理液時(shí)，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低，將不利于抗菌防霉處理液的分 散；高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，不利于抗菌防霉處理液的加入，因此優(yōu)選在轉(zhuǎn)速為30-60r/min 的條件下加入抗菌防霉處理液；抗菌防霉處理液添加完畢后，提高轉(zhuǎn)速，使抗菌防霉處理液 能夠均勻的包覆到樹脂表面；優(yōu)選轉(zhuǎn)速為120-260r/min進(jìn)行抗菌防霉處理；抗菌防霉處理 液滴加速度過(guò)快，形成的液滴體積較大，不利于其在高分子樹脂顆粒表面均勻分散，滴加速 度過(guò)慢，不利于生產(chǎn)效率的提高。因此優(yōu)選l〇_15ml/min的滴加速度加抗菌防霉處理液。處 理完的高吸水樹脂顆粒放入烘箱中進(jìn)行干燥，去除水分；溫度太高會(huì)使粘合劑發(fā)粘，導(dǎo)致顆 粒之間相互粘結(jié)；而溫度過(guò)低不利于水分快速有效地去除。因此優(yōu)選60-80°C。
[0036] 添加表面處理劑目的是使高吸水樹脂顆粒表面疏水，有效避免在加入抗菌防霉處