一种超高吸水树脂及其在二氧化氯缓释空气消毒粉剂中的应用

本发明涉及一种超高吸水树脂及其在二氧化氯缓释凝胶粉剂中的应用，主要适合医院，学校，车站，图书馆，地铁等大型公共场所的持续性消毒，属于消毒用品。

背景技术：

1、超高吸水树脂通常是由聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺等合成材料制成。这些树脂被广泛用作吸水性聚合物，其主要特点是能够吸收大量的水分，迅速膨胀并形成凝胶状物质。这种性能使它们在消毒用品，医疗领域，污水处理，食品工业等领域具有广泛的应用。在空气消毒领域，二氧化氯具有超强的杀菌杀病毒能力，基本可以杀灭一切细菌和病毒。为了克服传统喷洒型消毒剂不可持久消毒问题，二氧化氯缓释技术逐渐兴起。在二氧化氯缓释消毒凝胶粉的制备过程中，为了达到缓释二氧化氯的效果，其配方成分中多加入丙烯酸、聚丙烯酸盐或丙烯酰胺类的超高吸水树脂作为体系的凝胶剂，其主要作用是，粉剂产品加水使用时，配方体系中的超高吸水树脂，可迅速吸水形成三维网状凝胶结构，以减缓气体的释放，从而防止二氧化氯在反应初始阶段所产生的暴释现象。中国申请专利cn110574764a中提供了一种缓释凝胶粉的制备方法，包括二氧化氯前体20-35份，凝胶剂20-30份，活化剂10-18份，稳定剂15-25份，交联剂15-25份，缓释剂10-15份，其中，聚丙烯酸盐作为产品的主体凝胶剂，加水后可使产品迅速形成凝胶，以实现对二氧化氯的控释作用。中国申请专利cn101138644b中提供了一种芳香型二氧化氯凝胶粉及其制备方法，包括：二氧化氯母体8-24份，缓释激发剂6-20份，稳定剂10-25份，胶体剂10-24份，交联剂3-7份，固体香精1-4份，其中所述胶体剂是聚丙烯酸盐、交联聚氧化乙烯或藻酸盐中的一种或其混合物，交联剂是丙烯酰胺或丙烯酸盐。其产品主要是以丙烯酸盐等高分子吸水体为凝胶剂，并加入交联剂，在使用时，可实现对二氧化氯气体的控释作用。除此，在中国申请专利cn 111466406 a同样选择了使用聚丙烯酸盐、丙烯酰胺作为产品的凝胶剂。但是，由于聚丙烯酸盐作为一种合成聚合物，需求量高，生物可降解性差，对环境产生了一定的负面影响，其生物相容性有待提高。另外，一些高性能吸水树脂成本较高，也限制了在大规模和低成本产品中的应用。除此，相关产品对二氧化氯的控释性能也有待提高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明采用价格低廉的淀粉与丙烯酸、丙烯酰胺通过水溶液聚合法进行接枝共聚制备了一种超高吸水树脂，并将其应用于二氧化氯缓释空气消毒凝胶粉剂产品中，通过超高吸水树脂与配方体系中缓释剂的合理复配，实现了对二氧化氯的控释作用。

2、本发明采用的技术方案是：一种超高吸水树脂，按重量份配比组成为：

3、

4、优选的，所述改性羧甲基淀粉中，淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、西米淀粉和小麦淀粉。

5、更优选的，所述改性羧甲基淀粉为改性羧甲基玉米淀粉。

6、优选的，所述接枝单体选自丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸和丙烯酸酯中的一种或二种以上的组合。

7、更优选的，所述接枝单体为丙烯酸和丙烯酰胺的组合。

8、优选的，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和硝酸铈铵中的一种或二种以上的组合。

9、更优选的，所述引发剂为过硫酸钾。

10、优选的，所述交联剂选自n,n’-亚甲基双丙烯酰胺(mba)、甲基丙烯酸二乙烯甲酰酰胺(mbaa)和甲基丙烯酸乙二胺(mbe)中的一种或二种以上的组合。

11、更优选的，所述交联剂为n,n’-亚甲基双丙烯酰胺(mba)。

12、一种超高吸水树脂的制备方法，包括如下步骤：

13、1)改性羧甲基淀粉制备：取淀粉和甲醇倒入反应釜中，50-80℃糊化30-60min，得到糊化淀粉；再加入氢氧化钠和氯乙酸钠，室温反应30-120min，所得产物用乙醇洗涤后，于50-90℃干燥24-48h，得改性羧甲基淀粉；

14、2)超高吸水树脂制备：取干燥的改性羧甲基淀粉和去离子水，50-80℃糊化30-60min后，加入接枝单体、引发剂和交联剂，调节反应温度为50-75℃，反应3-6h，所得粗产品用体积比为乙醇:水＝8:2的溶液洗涤，80-100℃干燥24-48h，得超高吸水树脂。

15、一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂，含有上述的超高吸水树脂，按重量百分比包括：

16、

17、

18、优选的，所述缓释剂选自羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和硅胶粉中的一种或二种以上的组合。

19、更优选的，所述缓释剂为羧甲基纤维素钠与硅胶粉的组合物。

20、优选的，所述二氧化氯前驱体选自亚氯酸钠、亚氯酸、亚氯酸钾和氯化钠中的一种或二种以上的组合。

21、更优选的，所述二氧化氯前驱体为亚氯酸钠。

22、优选的，所述活化剂选自柠檬酸、苹果酸、硼酸、酒石酸和磷酸二氢钠中的一种或二种以上的组合。

23、更优选的，所述活化剂为柠檬酸。

24、优选的，所述稳定剂选自硫酸镁、氯化钙、碳酸钠和氯化钠中的一种或二种以上的组合。

25、更优选的，所述稳定剂为硫酸镁、碳酸钠和氯化钠的组合物。

26、优选的，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、十二烷基三甲基溴化铵(dtab)和苯扎氯氨(bac)中的一种或二种以上的组合。

27、更优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(ctab)。

28、一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂的制备方法，包括如下步骤：

29、1)将二氧化氯前驱体、部分缓释剂和部分超高吸水树脂，搅拌混合30-60min后，得到a相物料；

30、2)将活化剂、剩余缓释剂和剩余超高吸水树脂，搅拌混合30-60min后，得到b相物料；

31、3)将a相物料加入到b相物料中后，加入稳定剂和表面活性剂，继续混合搅拌1-3h；

32、4)搅拌结束后，出料，得二氧化氯缓释空气消毒粉剂。

33、本发明的有益效果是：

34、1、本发明，通过将淀粉与丙烯酸进行接枝共聚，制备了一种超高吸水树脂，该吸水树脂具有较优的吸水性能和较好的生物可降解性能，提高了产品的生物相容性。

35、2、本发明，通过将自主制备的吸水树脂与缓释剂进行复配，实现了对二氧化氯气体的控释作用，控制了二氧化氯气体的缓慢释放。

36、3、本发明所制备的二氧化氯缓释空气凝胶粉的生产工艺简单，节省了生产成本，具有极大的价格优势。

技术特征：

1.一种超高吸水树脂，其特征在于，所述超高吸水树脂，按重量份配比包括：

2.根据权利要求1所述的一种超高吸水树脂，其特征在于，所述改性羧甲基淀粉中，淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、西米淀粉和小麦淀粉；优选的，所述改性羧甲基淀粉为改性羧甲基玉米淀粉。

3.根据权利要求1所述的一种超高吸水树脂，其特征在于，所述接枝单体选自丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸和丙烯酸酯中的一种或二种以上的组合；优选的，所述接枝单体为丙烯酸和丙烯酰胺的组合。

4.根据权利要求1所述的一种超高吸水树脂，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和硝酸铈铵中的一种或二种以上的组合；优选的，所述引发剂为过硫酸钾。

5.根据权利要求1所述的一种超高吸水树脂，其特征在于，所述交联剂选自n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酸二乙烯甲酰酰胺和甲基丙烯酸乙二胺中的一种或二种以上的组合；

6.权利要求1-5任一项所述的一种超高吸水树脂的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

7.一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂，其特征在于，含有权利要求1-5任一项所述的超高吸水树脂，按重量百分比包括：

8.根据权利要求7所述的一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂，其特征在于，所述缓释剂选自羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和硅胶粉中的一种或二种以上的组合；优选的，所述缓释剂为羧甲基纤维素钠与硅胶粉的组合物；所述二氧化氯前驱体选自亚氯酸钠、亚氯酸、亚氯酸钾和氯化钠中的一种或二种以上的组合；优选的，所述二氧化氯前驱体为亚氯酸钠。

9.根据权利要求7所述的一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂，其特征在于，所述活化剂选自柠檬酸、苹果酸、硼酸、酒石酸和磷酸二氢钠中的一种或二种以上的组合；优选的，所述活化剂为柠檬酸；所述稳定剂选自硫酸镁、氯化钙、碳酸钠和氯化钠中的一种或二种以上的组合；优选的，所述稳定剂为硫酸镁、碳酸钠和氯化钠的组合物；所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵和苯扎氯氨中的一种或二种以上的组合；优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

10.权利要求7-9任一项所述的一种二氧化氯缓释空气消毒粉剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

技术总结
本发明公开一种超高吸水树脂及其在二氧化氯缓释空气消毒粉剂中的应用。所述超高吸水树脂包括改性羧甲基淀粉、接枝单体、引发剂和交联剂。所述二氧化氯缓释凝胶粉剂包括超高吸水树脂、缓释剂、二氧化氯前驱体、活化剂、稳定剂和表面活性剂。本发明所研发的二氧化氯缓释空气消毒粉剂采用自主制备的超高吸水树脂为原料，与缓释剂进行复配，实现了对二氧化氯的持久释放。所制备的吸水树脂不仅具有较强的吸水性能，较优的凝胶形貌，且通过改性淀粉与丙烯酸和丙烯酰胺通过水溶液聚合法进行接枝共聚，提高了吸水树脂的生物可降解性，同时降低了产品的生产成本。

技术研发人员：房大维,张莹莹,康莹,杨杰
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6