一种精油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料及其制备方法与流程

文档序号:26268639发布日期:2021-08-13 19:21阅读:408来源:国知局

本发明属于气凝胶技术领域,具体涉及一种精油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料及其制备方法。



背景技术:

精油具有令人愉悦的功效,越来越被人们所接受。但精油价格昂贵,直接使用一方面留香不够持久,很快会在空气中消散,另一方面大面积的涂覆或喷洒容易造成浪费,会使得日常使用成本增加,同时也会造成香味过重、污染空气等问题。市场上急需要一款可以快速大量吸附精油分子并且可以缓慢的释放精油分子的材料。我们根据气凝胶纳米级开孔结构,超大的孔容积率以及丰富的比表面积的特性,设计一款具有超强吸附性、大容积量、缓慢释放的材料。这款材料可以轻松解决以上问题,方便客户使用。

目前将介孔材料用于药物缓控释领域的研究较多,但将sio2气凝胶用于精油的吸附和缓释领域的研究尚未见报道。sio2气凝胶是目前为止唯一大规模产业化的气凝胶,具有质脆、强度低等特点,无法单独作为吸附材料使用。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本发明提供了一种精油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料及其制备方法。

本发明所提供的技术方案如下:

一种精油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料的制备方法,包括以下步骤:

1)配置湿料,所述湿料包括以下重量百分含量的各组分:60-63%的二氧化硅气凝胶浆料,15-17%的水性弹性纯丙乳液,0.8-1.2%的消泡剂,0.4-0.6%的分散剂,2.5-3.5%丙二醇,1-2%的润湿剂,1.5-2.5%的纤维素,2-3%的流平剂,0.4-0.6%的增稠剂,8-15%的水;

2)将步骤1)得到的所述湿料刮涂到覆盖有离型油的基材表面,得到片材;

3)将步骤2)得到的所述片材表面贴敷上熔喷布料,然后烘干,最后剥离基材,即得到所述的精油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料。

基于上述技术方案,在基材表面形成的气凝胶吸附层对精油具有快吸附慢释放的功能。其上的表面层吸油吸水,对快吸附慢释放功能进行了增强。具体来说,sio2气凝胶具有孔隙率高、比表面积大、吸附性能好等显著优点,以其为功能组分制备的吸附材料,使精油均匀地分散在介孔材料的孔道内,精油吸附量大,能够使精油长时间、缓慢地释放到环境中,精油浓度长期保持在一定水平;sio2气凝胶中存在许多介孔,具有巨大的比表面积和三维孔道结构,精油分子非常小,可以进入这些三维孔道内。sio2气凝胶孔道内含有烷基等官能团,与精油分子具有相似结构,因此精油分子可通过物理结合吸附在sio2气凝胶的孔道内。当sio2气凝胶孔道内的精油分子浓度高于环境中精油分子的浓度时,孔道内的精油分子就会扩散进入环境,孔道内外精油分子的浓度差是精油分子扩散的推动力。sio2气凝胶提供了快吸附慢释放的材料基础,上述技术方则有进一步的解决了其质脆、强度低的问题。

具体的,步骤1)中:

所述二氧化硅气凝胶浆料中二氧化硅气凝胶的含量为10-15wt%;所述气凝胶浆料包括以下重量百分含量的各组分:8~30%的气凝胶,0.2~2%的分散剂,68~90%的水;

所述消泡剂选自sxp-107-1自乳化高温消泡剂、sxp-107有机硅聚醚复合消泡剂、df-8202、df-1065、pa-311、tcb-1中的任意一种;

所述分散剂选自陶氏化学的陶氏731a、陶氏751a、陶氏1120、陶氏2500、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种或多种组合;

所述润湿剂选自vk-1480、x405、拉开粉bx、k12、k14、np-10中的任意一种或多种组合;

所述纤维素选自玻璃纤维、陶瓷纤维或有机纤维中的任意一种;

所述增稠剂选自陶氏8w、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酸纳、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种;

所述流平剂选自陶氏u919、陶氏2020、改性聚硅氧烷型流平剂、聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、端基改性有机硅中的任意一种。

水性弹性纯丙乳液选自现有技术,例如广州市淇盛化工有限公司的纯并乳液产品。

二氧化硅气凝胶可选自现有技术,例如山西阳中新材有限责任公司提供的,其比表面积﹥800m2/g,孔隙率﹥90%,孔直径:10~50nm,粒径:5~200μm,疏水;

二氧化硅气凝胶浆料可通过如下现有的方法制备得到:将分散剂加入水中搅拌均匀,然后加入二氧化硅气凝胶粉体,搅拌均匀,静止72h,抽掉底层液体,即得二氧化硅气凝胶浆料。

具体的,步骤2)中:所述的基材选自pet、pu、pp、pe或po中的任意一种。

具体的,步骤2)中:在基材表面刮涂得到的膜层的厚度为0.05-0.1mm。

具体的,步骤3)中:烘干温度为60-70℃,烘干时间为5-6h。

具体的,所述基材为片材、块材或膜材。

上述技术方案中,湿料粘度在1500~6000mpa·s,不同粘度制作不同的材料,如1500粘度的适合做膜材和片材,4000~6000的可以浇筑刮抹在模具中成型做块体材料。

本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的油快吸附慢释放二氧化硅气凝胶材料。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1

1、以粒径为50μm,孔隙率为92%,比表面积为850m2/g,孔直径15nm,密度为60kg/m3的疏水气凝胶粉体为材料,采用前述工艺配制气凝胶含量为12%气凝胶浆料。

2、按一下配比完成湿料配制

3、配制好的湿料采用刮涂在有离型油的pet表面,形成为2mm厚的片材。

4、然后在湿料未干时贴敷上熔喷布料,放入60度烘箱中干燥6h完成。

5、将制备好的片材裁剪成3cm×3cm×2mm规格,浸泡入玫瑰花精油中,70秒吸附达到饱和,然后取出,称量其重量。玫瑰精油来自现有技术,例如江西雪松天然药用油有限公司提供的玫瑰精油,其成分主要为:芳樟醇、芳樟醇甲酸酯,香茅醇甲酸酯、香茅醇乙酸酯等。

6、将吸附了玫瑰花精油的片材置于表面皿中,放在温度为40度的恒温箱中,分别于3d、7d、15d、30d时称重。根据称重结果计算挥发率,如表一所示。

实施例2

1、以粒径为15μm,孔隙率为95%,比表面积880m2/g,孔直径为17nm,密度为130kg/m3的疏水气凝胶粉体为材料,采用前述工艺配制气凝胶含量为15%气凝胶浆料。

2、按以下配比完成湿料配制

3、配制好的涂料膏料刮涂在有离型油的pet表面,形成为2mm厚的片材。

4、然后在湿料未干时贴敷上熔喷布料,放入70度烘箱中干燥5h完成。

5、将制备好的片材裁剪成3cm×3cm×2mm规格,浸泡入玫瑰花精油中,63秒吸附达到饱和,然后取出,称量其重量。

6、将吸附了玫瑰花精油的片材置于表面皿中,放在温度为40度的恒温箱中,分别于3d、7d、15d、30d时称重。根据称重结果计算挥发率,如表一所示。

实施例3

1、以粒径为100μm,孔隙率为92%,比表面积为850m2/g,孔直径15nm,密度为60kg/m3的疏水气凝胶粉体为材料,采用前述工艺配制气凝胶含量为12%气凝胶浆料。

2、按一下配比完成湿料配制

3、配制好的湿料采用刮涂在有离型油的pet表面,形成为2mm厚的片材。

4、然后在湿料未干时贴敷上熔喷布料,放入60度烘箱中干燥6h完成。

5、将制备好的片材裁剪成3cm×3cm×2mm规格,浸泡入玫瑰花精油中,63秒吸附达到饱和,然后取出,称量其重量。

6、将吸附了玫瑰花精油的片材置于表面皿中,放在温度为40度的恒温箱中,分别于3d、7d、15d、30d时称重。根据称重结果计算挥发率,如表一所示。

对比例:

1、比表面积为430m2/g,干燥损失率为1.0%,填充密度为50kg/m3的疏水气相二氧化硅为材料,采用前述工艺配制气相二氧化硅含量为12%的浆料。

2、按一下配比完成湿料配制

3、配制好的湿料采用刮涂在有离型油的pet表面,形成为2mm厚的片材。

4、然后在湿料未干时贴敷上熔喷布料,放入60度烘箱中干燥6h完成。

5、将制备好的片材裁剪成3cm×3cm×2mm规格,浸泡入玫瑰花精油中,173秒吸附达到饱和,然后取出,称量其重量。

6、将吸附了玫瑰花精油的片材置于表面皿中,放在温度为40度的恒温箱中,分别于3d、7d、15d、30d时称重。根据称重结果计算挥发率,如表一所示。

通过各实施例和对比例可以看出,本发明所提供的二氧化硅气凝胶材料吸附速度更快,挥发速度更慢,具有快吸附慢释放的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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