CN116531183A - 一种卫生用品的3d复合芯体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及卫生用品领域，具体公开了一种卫生用品的3D复合芯体及其制备方法，其复合芯体包括上下两层的无纺布以及通过3D打印在无纺布层间的超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，超吸水纤维由包括以下原料制得：聚丙烯腈纤维和疏水凝胶粒；疏水凝胶粒包括包衣和芯材，包衣为聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠，芯材为异佛尔酮二异氰酸酯、2‑全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的混合物；其制备方法包括以下步骤：将聚丙烯腈纤维与疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少。本申请具有提高复合芯体的抗反渗性能的特点。
Description
技术领域
本申请涉及卫生用品技术领域，更具体地说，它涉及一种卫生用品的3D复合芯体及其制备方法。
背景技术
一次性纸尿裤方便携带、不必清洗、更换方便，近几年来受到广大消费者欢迎。作为纸尿裤的核心关键技术是“芯体”。随着技术和材质的发展，纸尿裤芯层开发朝着更窄、更薄和更轻的方向发展。
纸尿裤的芯体已经经历了从第二代芯体到第二代传统芯体的变革。第一代纸尿裤芯体为木浆芯体，主要是绒毛浆与高分子吸水材料混合体，主要通过木浆纤维来疏导尿液进入吸收芯体内部，再通过高分子材料本身强大的缩水性能锁住尿液，但是该类芯层结构松散，容易起坨，而且吸收能力有限，想要提高吸收量，则会减少木浆的比例，加大吸水树脂的使用量，就会导致纸尿裤吸水后起硬坨并且断层；
第二代纸尿裤芯体吸水层主要由无尘纸、无纺布和高分子吸水树脂组成，芯体每层材料之间用热熔胶粘合制成，吸水后整体膨胀，平整不起坨，吸液后还能保持原有的形状，但是吸水树脂吸水膨胀成为偏硬的水凝胶，整体透气性降低，而且芯体的导流、吸水速度和强度存在局限性，且颗粒状吸水树脂不易混合均匀并易滑移，对非织造材料的强力和性能有一定影响，容易导致吸收不均匀，反渗较高。
因此，提供一种抗反渗性好的复合芯体对于当前纸尿裤等卫生用品具有重要的意义。
发明内容
为了提高复合芯体的抗反渗性能，本申请提供一种卫生用品的3D复合芯体及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种卫生用品的3D复合芯体，采用如下的技术方案：一种卫生用品的3D复合芯体，包括上下两层的无纺布以及通过3D打印在无纺布层间的超吸水纤维，所述超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，所述超吸水纤维由包括以下重量份的原料制得：50-70份聚丙烯腈纤维和8-15份疏水凝胶粒；
所述疏水凝胶粒包括包衣和芯材，所述包衣为聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠，所述芯材为异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的混合物。
通过采用上述技术方案，本申请中的复合芯体层间为3D打印的超吸水纤维，3D打印实现了超吸水纤维在芯体中选择性分布，中间分布多，两侧分布少，芯体吸液后形成特殊形状，而且超吸水纤维吸水膨胀成为偏软的纤维状水凝胶，纤维之间具有一定的孔隙，透气性好，提高婴儿舒适感。
本申请中的超吸水纤维以聚丙烯腈纤维为主体，其表面具有－CONH2、－COOH等亲水基团，亲水基团与水分子形成缔合氢键，使水分子存留在纤维上，在化学键的作用下具有优异的吸水倍率和吸盐水倍率，再配合多孔有机聚合物的添加，利用微孔孔隙结构，通过毛细管效应吸收和传递水分，进一步提高其吸水保水能力，而且还有助于提高复合芯体的透气性能；
另外本申请中还添加有疏水凝胶粒，疏水凝胶粒的包衣为聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠，芯材为异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的混合物，包衣实现对芯材的包覆，聚羟乙基丙烯酸甲酯遇水膨胀，当复合芯体内进入尿液的时候，其膨胀变大在受压情况下破损，再配合碳酸氢钠的溶解，使得包衣破损，芯材中的异佛尔酮二异氰酸酯为中间物，在二月桂酸二丁基锡催化作用下，一端与2-全氟辛基乙醇反应，另一端与聚丙烯腈纤维中的羧基反应，实现其疏水改性，从而提高其疏水性能，从而防止液体在受压情况下发生回渗，提高其抗反渗性能，最终本申请中制得的复合芯体具有良好透气性能的同时还具有优异的抗反渗性能。
可选的，所述疏水凝胶粒的包衣和芯材的质量比为1：(0.8-1)；
所述聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠的添加质量比为1：(0.5-0.6)：(0.1-0.2)；
所述异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的添加质量比为1：(0.6-0.8)：(0.05-0.1)。
通过采用上述技术方案，通过对于包衣和芯材的质量比控制，实现对于芯材更好的包覆，而且可以实现一定阶段的保护，在吸收液体较多的时候可以破损实现疏水改性，防止反渗，不会影响前期吸液功效。
可选的，所述疏水凝胶粒由以下方法制得：
将异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡混合后制粒、干燥，得到芯材；
然后将聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠混合后喷涂在芯材表面，干燥，制得疏水凝胶粒。
可选的，所述聚丙烯腈纤维包括以下重量份原料：
50-65份丙烯腈、46-58份甲基丙烯酸、35-45份N-轻甲基丙烯酞胺、25-35份新葵酸乙烯酯、15-25份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10-18份羟基脂肪酸以及2-5份十二烷基硫醇。
通过采用上述技术方案，本申请中聚丙烯腈纤维以丙烯腈、甲基丙烯酸和N-轻甲基丙烯酞胺为基准，在此基础上添加有新葵酸乙烯酯，其一端为叔碳酸，一端为乙烯基不饱和基团，实现聚丙烯腈的共聚，引入叔碳酸基团，其空间位阻作用使得超吸水纤维外侧接枝有部分疏水基团，发现其制得的超吸水纤维具有优异吸水性能的同时还提高其抗反渗性能，而羟基脂肪酸与甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚单体的引入进一步引入羟基等官能团，提高其吸水性能，十二烷基硫醇的添加可以控制其交联共聚程度，从而制得的超吸水纤维具有优异的吸水性能的同时还具有优异的抗反渗性能。
可选的，所述羟基脂肪酸选用15-羟基十五碳酸、17-羟基十七碳酸、20-羟基二十碳酸、21-羟基二十一碳酸、22-羟基二十二碳酸中的至少一种。
可选的，所述聚丙烯腈纤维由以下方法制得：
将丙烯腈、甲基丙烯酸以及N-轻甲基丙烯酞胺混合，然后加入水中，加入引发剂，升温至55-70℃反应1-1.5h，然后加入羟基脂肪酸，反应30-40min后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯，反应20-30min后加入新葵酸乙烯酯，反应40-50min，后加入十二烷基硫醇，反应10-20min，降温，得到聚丙烯腈纤维原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈纤维。
通过采用上述技术方案，首先进行聚丙烯腈的聚合，然后加入羟基脂肪酸，引入羟基，然后再依次添加甲基丙烯酸十二氟庚酯和新葵酸乙烯酯，少量引入疏水基团后加入十二烷基硫醇，起到阻聚作用，从而最终得到的纤维大分子以聚丙烯腈为主，主链中有少量羟基，疏水基团主要分布在侧链上，得到的超吸水纤维的吸液性能和抗反渗性能更优。
可选的，所述聚丙烯腈纤维制备时，在加入新葵酸乙烯酯之前，还添加有3-5重量份动植物蛋白类发泡剂，降温至40-45℃反应20-30min，然后再升温至55-70℃加入新葵酸乙烯酯。
通过采用上述技术方案，在聚丙烯腈纤维制备的时候，动植物蛋白类发泡剂的引入使得纤维大分子蓬松，而且引入部分气泡，更加有利于提高吸液性能和透气性能。
可选的，所述聚丙烯腈纤维经过改性后进行3D打印，其改性方法包括以下步骤：将聚丙烯腈纤维在三乙醇胺溶剂中水解，然后在110-120℃下热交联25-35min后，得到改性聚丙烯腈纤维。
通过采用上述技术方案，将聚丙烯纤维在碱性有机溶剂中水解，实现聚丙烯腈纤维表层水解，实现对其改性，进一步提高其吸水倍率和吸盐水倍率。
可选的，所述疏水凝胶粒制备时，添加有异佛尔酮二异氰酸酯的同时还添加有对羟基苯甲酸甲酯，所述对羟基苯甲酸甲酯与所述异佛尔酮二异氰酸酯的添加质量比为1：(6-8)。
通过采用上述技术方案，当芯材中添加有对羟基苯甲酸甲酯的时候，其与聚丙烯腈纤维中的羟基脂肪酸形成酯类混合物，进一步提升其疏水性能，而且其选用单羟基苯甲酸相较于双羟基苯甲酸或者三羟基苯甲酸等多羟基苯甲酸，交联密度交较低，防止由于交联密度的提高导致其吸水能力降低。
第二方面，本申请提供一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，采用如下的技术方案：
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯腈纤维与疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中的超吸水纤维以聚丙烯腈纤维为主体，其表面具有－CONH2、－COOH等亲水基团，亲水基团与水分子形成缔合氢键，使水分子存留在纤维上，在化学键的作用下具有优异的吸水倍率和吸盐水倍率；本申请中添加有疏水凝胶粒，包衣聚羟乙基丙烯酸甲酯遇水膨胀，当复合芯体内进入尿液的时候，其膨胀变大在受压情况下破损，再配合碳酸氢钠的溶解，使得包衣破损，芯材中的异佛尔酮二异氰酸酯为中间物，在二月桂酸二丁基锡催化作用下，一端与2-全氟辛基乙醇反应，另一端与聚丙烯腈纤维中的羧基反应，实现其疏水改性，从而提高其疏水性能，从而防止液体在受压情况下发生回渗，提高其抗反渗性能，最终本申请中制得的复合芯体具有良好透气性能的同时还具有优异的抗反渗性能；
2、本申请中聚丙烯腈纤维以丙烯腈、甲基丙烯酸和N-轻甲基丙烯酞胺为基准，在此基础上添加有新葵酸乙烯酯，其一端为叔碳酸，一端为乙烯基不饱和基团，实现聚丙烯腈的共聚，引入叔碳酸基团，其空间位阻作用使得超吸水纤维外侧接枝有部分疏水基团，发现其制得的超吸水纤维具有优异吸水性能的同时还提高其抗反渗性能，而羟基脂肪酸与甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚单体的引入进一步引入羟基等官能团，提高其吸水性能，十二烷基硫醇的添加可以控制其交联共聚程度，从而制得的超吸水纤维具有优异的吸水性能的同时还具有优异的抗反渗性能；
3、本申请在聚丙烯腈纤维制备的时候，动植物蛋白类发泡剂的引入使得纤维大分子蓬松，而且引入部分气泡，更加有利于提高吸液性能和透气性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
以下制备例为疏水凝胶粒的制备例
制备例1
一种疏水凝胶粒的制备方法，包括以下步骤：
将异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡按照1：0.7：0.08的质量比混合后制粒、干燥，得到芯材；
然后将聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠按照1：0.5：0.1的质量比混合后得到包衣液，然后将包衣液喷涂在芯材表面，包衣液与芯材的质量比为1：0.9，干燥，制得疏水凝胶粒。
制备例2
一种疏水凝胶粒的制备方法，包括以下步骤：
将异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡按照1：0.6：0.05的质量比混合后制粒、干燥，得到芯材；
然后将聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠按照1：0.5：0.1的质量比混合后得到包衣液，然后将包衣液喷涂在芯材表面，包衣液与芯材的质量比为1：0.8，干燥，制得疏水凝胶粒。
制备例3
一种疏水凝胶粒的制备方法，包括以下步骤：
将异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡按照1：0.8：0.1的质量比混合后制粒、干燥，得到芯材；
然后将聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠按照1：0.6：0.2的质量比混合后得到包衣液，然后将包衣液喷涂在芯材表面，包衣液与芯材的质量比为1：1，干燥，制得疏水凝胶粒。
制备例4
一种疏水凝胶粒的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，芯材制备的时候，添加异佛尔酮二异氰酸酯的同时还添加有对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯的添加质量比为1：7。
制备例5
一种疏水凝胶粒的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，芯材制备的时候，添加异佛尔酮二异氰酸酯的同时还添加有对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯的添加质量比为1：6。
制备例6
一种疏水凝胶粒的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，芯材制备的时候，添加异佛尔酮二异氰酸酯的同时还添加有对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯的添加质量比为1：8。
对比制备例1
一种疏水凝胶粒的制备方法，按照制备例1中的方法案进行，不同之处在于，包衣液中将聚羟乙基丙烯酸甲酯等量替换为棕榈脂肪粉。
对比制备例2
一种疏水凝胶粒的制备方法，按照制备例1中的方法案进行，不同之处在于，包衣液中未添加碳酸氢钠。
实施例1
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯腈纤维：将58kg丙烯腈、50kg甲基丙烯酸以及40kgN-轻甲基丙烯酞胺混合，得到混合物，然后加入水中，混合物与水的质量比为1:4，加入4kg引发剂偶氮二异丁腈，升温至60℃反应70min，然后加入15kg羟基脂肪酸，反应35min后加入20kg甲基丙烯酸十二氟庚酯，反应25min后加入30kg新葵酸乙烯酯，反应45min，后加入4kg十二烷基硫醇，反应15min，降温至室温，得到聚丙烯腈纤维原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈纤维；
将聚丙烯腈纤维浸泡在三乙醇胺溶剂中水解20min，然后在115℃下热交联30min后，得到改性聚丙烯腈纤维；
其中，羟基脂肪酸选用15-羟基十五碳酸；
S2、取60kg步骤S1中制得的改性聚丙烯腈纤维与12kg制备例1中制得的疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，最终得到具有上下两层为无纺布，无纺布层间分布有3D打印的超吸水纤维结构的3D复合芯体。
实施例2
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯腈纤维：将50kg丙烯腈、46kg甲基丙烯酸以及35kgN-轻甲基丙烯酞胺混合，得到混合物，然后加入水中，混合物与水的质量比为1:3.5，加入3kg引发剂偶氮二异丁腈，升温至55℃反应1.5h，然后加入10kg羟基脂肪酸，反应30min后加入15kg甲基丙烯酸十二氟庚酯，反应20min后加入25kg新葵酸乙烯酯，反应40min，后加入2kg十二烷基硫醇，反应10min，降温至室温，得到聚丙烯腈纤维原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈纤维；
将聚丙烯腈纤维浸泡在三乙醇胺溶剂中水解15min，然后在110℃下热交联35min后，得到改性聚丙烯腈纤维；
其中，羟基脂肪酸选用20-羟基二十碳酸；
S2、取50kg步骤S1中制得的改性聚丙烯腈纤维与8kg制备例2中制得的疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，最终得到具有上下两层为无纺布，无纺布层间分布有3D打印的超吸水纤维结构的3D复合芯体。
实施例3
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备聚丙烯腈纤维：将65kg丙烯腈、58kg甲基丙烯酸以及45kgN-轻甲基丙烯酞胺混合，得到混合物，然后加入水中，混合物与水的质量比为1:4.5，加入5kg引发剂偶氮二异丁腈，升温至70℃反应1h，然后加入18kg羟基脂肪酸，反应40min后加入25kg甲基丙烯酸十二氟庚酯，反应30min后加入35kg新葵酸乙烯酯，反应50min，后加入5kg十二烷基硫醇，反应20min，降温至室温，得到聚丙烯腈纤维原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈纤维；
将聚丙烯腈纤维浸泡在三乙醇胺溶剂中水解30min，然后在120℃下热交联25min后，得到改性聚丙烯腈纤维；
其中，羟基脂肪酸选用22-羟基二十二碳酸；
S2、取70kg步骤S1中制得的改性聚丙烯腈纤维与15kg制备例3中制得的疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，最终得到具有上下两层为无纺布，无纺布层间分布有3D打印的超吸水纤维结构的3D复合芯体。
实施例4
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中制得的聚丙烯腈纤维未经过改性后直接进行步骤S2。
实施例5
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中制备聚丙烯腈纤维的时候，在加入新葵酸乙烯酯之前，还添加有3kg动植物蛋白类发泡剂，降温至40℃反应30min，然后再升温至60℃加入新葵酸乙烯酯，进行后续操作。
实施例6
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中制备聚丙烯腈纤维的时候，在加入新葵酸乙烯酯之前，还添加有5kg动植物蛋白类发泡剂，降温至45℃反应20min，然后再升温至60℃加入新葵酸乙烯酯，进行后续操作。
实施例7-9
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S2中添加的疏水凝胶粒分别为制备例4-6中制得的疏水凝胶粒。
实施例10
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1制备聚丙烯腈纤维的时候，原料中未添加羟基脂肪酸。
实施例11
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1制备聚丙烯腈纤维的时候，原料中未添加甲基丙烯酸十二氟庚酯。
实施例12
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1制备聚丙烯腈纤维的时候，原料中未添加新葵酸乙烯酯。
实施例13
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S1制备聚丙烯腈纤维的时候，原料中未添加十二烷基硫醇。
对比例1
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S2中未添加疏水凝胶粒，将改性聚丙烯腈纤维直接通过3D打印在无纺布上。
对比例2-3
一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，按照实施例1中的方法进行，不同之处在于，步骤S2中添加的疏水凝胶粒分别为对比制备例1和对比制备例2中制得的疏水凝胶粒。
性能检测
对本申请实施例和对比例中制得的3D复合芯体进行吸水倍率和回渗量的检测，其中吸水倍率参照GB/T 8939-2008进行，回渗量参照GB/T 28004-2011进行，具体方法为：
用氯化钠及蒸馏水配制成浓度为0.9％的测试溶液(即人工尿液)，将100mL(GB/T28004-2011规定质量为60mL)测试溶液加入到3D复合芯体试样上，并迅速将已知质量的滤纸置于试样表面，同时将2kg压块(GB/T 28004-2011规定质量为1.2±0.002kg)压在滤纸上，加压1min后将压块移去，称量试样表面滤纸的湿重。再分两次加液(三次量相同)重复上述步骤(GB/T 28004-2011只测试一次)。纸尿裤试样的回渗量以其表面滤纸试验前后的质量差来表征，考虑到第一次加压测试的反渗均很少，后两次加压反渗量有所增加，因此本申请中以三次加压回渗量之和来表征其抗回渗性能，检测结果如下表1所示：
表1：
由上表可知，本申请实施例中制得的复合芯体具有优异的吸水倍率和较低的回渗量，其具有优异的吸液性能和抗反渗性能。
结合实施例1与实施例4的检测结果，可以看到，聚丙烯腈纤维经过改性相较于未改性，其吸液性能大幅度提高。再参照实施例5和实施例6的检测结果，可以看到在制备聚丙烯腈纤维的时候，添加有动植物蛋白类发泡剂的时候，最终复合芯体的吸液性能进一步得到显著提升，同时其抗反渗性能基本不变。
再参照实施例1与实施例7-9的检测结果，可以看到，疏水凝胶粒中添加有对羟基苯甲酸甲酯的时候，可能是由于其与聚丙烯腈纤维中的羟基脂肪酸作用，提高其疏水性能，从而提高其抗反渗性能，同时其吸水倍率不会降低；再参照实施例1与实施例10的检测结果，可以看到，制备聚丙烯腈纤维的时候，原料中未添加羟基脂肪酸的时候，其吸水倍率有所降低，同时回渗量有所提高，吸液性能和抗反渗性能均有所降低；再结合实施例11的检测结果，制备聚丙烯腈纤维原料中未添加甲基丙烯酸十二氟庚酯的时候，吸液倍率稍有所降低，同时抗反渗性能也有所降低；再结合实施例12中未添加新癸酸乙烯酯的时候，抗反渗性能也明显降低；实施例13中未添加十二烷基硫醇的时候，其吸液性能有所降低，可能是交联密度较大的时候，吸液性能降低。
再参照实施例1与对比例1中的检测结果，可以看到，复合芯体制备的时候未添加疏水凝胶粒，将改性聚丙烯腈纤维直接3D打印在无纺布上的时候，其回渗量较高，三次加压后回渗量之和已经大于10g，同时其吸液倍率也有所降低；再结合对比例2和对比例3的检测结果，可以看到，疏水凝胶粒中包衣未添加有聚羟乙基丙烯酸甲酯的时候，其回渗量也显著降低，甚至与未添加疏水凝胶粒时相当，而疏水凝胶粒包衣中未添加碳酸氢钠的时候，其回渗量也较低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种卫生用品的3D复合芯体，包括上下两层的无纺布以及通过3D打印在无纺布层间的超吸水纤维，其特征在于，所述超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少，所述超吸水纤维由包括以下重量份的原料制得：
50-70份聚丙烯腈纤维和8-15份疏水凝胶粒；
所述疏水凝胶粒包括包衣和芯材，所述包衣为聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠，所述芯材为异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述疏水凝胶粒的包衣和芯材的质量比为1：（0.8-1）；
所述聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠的添加质量比为1：（0.5-0.6）：（0.1-0.2）；
所述异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡的添加质量比为1：（0.6-0.8）：（0.05-0.1）。
3.根据权利要求1所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述疏水凝胶粒由以下方法制得：
将异佛尔酮二异氰酸酯、2-全氟辛基乙醇、二月桂酸二丁基锡混合后制粒、干燥，得到芯材；
然后将聚羟乙基丙烯酸甲酯和棕榈脂肪粉以及碳酸氢钠混合后喷涂在芯材表面，干燥，制得疏水凝胶粒。
4.根据权利要求1所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述聚丙烯腈纤维包括以下重量份原料：
50-65份丙烯腈、46-58份甲基丙烯酸、35-45份N-轻甲基丙烯酞胺、25-35份新葵酸乙烯酯、15-25份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10-18份羟基脂肪酸以及2-5份十二烷基硫醇。
5.根据权利要求4所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述羟基脂肪酸选用15-羟基十五碳酸、17-羟基十七碳酸、20-羟基二十碳酸、21-羟基二十一碳酸、22-羟基二十二碳酸中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述聚丙烯腈纤维由以下方法制得：
将丙烯腈、甲基丙烯酸以及N-轻甲基丙烯酞胺混合，然后加入水中，加入引发剂，升温至55-70℃反应1-1.5h，然后加入羟基脂肪酸，反应30-40min后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯，反应20-30min后加入新葵酸乙烯酯，反应40-50min，后加入十二烷基硫醇，反应10-20min，降温，得到聚丙烯腈纤维原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈纤维。
7.根据权利要求6所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述聚丙烯腈纤维制备时，在加入新葵酸乙烯酯之前，还添加有3-5重量份动植物蛋白类发泡剂，降温至40-45℃反应20-30min，然后再升温至55-70℃加入新葵酸乙烯酯。
8.根据权利要求6所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述聚丙烯腈纤维经过改性后进行3D打印，其改性方法包括以下步骤：
将聚丙烯腈纤维在三乙醇胺溶剂中水解，然后在110-120℃下热交联25-35min后，得到改性聚丙烯腈纤维。
9.根据权利要求3所述的一种卫生用品的3D复合芯体，其特征在于：所述疏水凝胶粒制备时，添加有异佛尔酮二异氰酸酯的同时还添加有对羟基苯甲酸甲酯，所述对羟基苯甲酸甲酯与所述异佛尔酮二异氰酸酯的添加质量比为1：（6-8）。
10.如权利要求1-9任意一项所述的一种卫生用品的3D复合芯体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将聚丙烯腈纤维与疏水凝胶粒混合，然后通过3D打印在上下两层无纺布之间，形成超吸水纤维，超吸水纤维在复合芯体中间分布多，两侧分布少。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310549653.4A CN116531183B (zh) | 2023-05-16 | 2023-05-16 | 一种卫生用品的3d复合芯体及其制备方法 |
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