一种多孔精油缓释载体及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种多孔精油缓释载体及其制备方法和应用 (Porous essential oil slow-release carrier and preparation method and application thereof ) 是由 王丽 于 2021-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多孔精油缓释载体,所述缓释载体为可用于加湿器释放精油的聚烯烃发泡材料；所述聚烯烃发泡材料的泡孔尺寸为1-10μm,孔隙率为30％～70％；形成所述聚烯烃发泡材料的聚烯烃树脂的熔融指数为0.1～3g/10min。该多孔精油缓释载体具有在水中不溶,且能够缓释精油的特点,在保护雾化器的同时,延长精油的释放时间,同时减少过量精油对使用者健康的影响,可解决加湿器中添加芳香性精油时有效时间短,且需要时常清理或更换的缺陷。本发明还公开了该多孔精油缓释载体的制备方法和应用。(The invention discloses a porous essential oil slow-release carrier, which is a polyolefin foaming material capable of being used for releasing essential oil by a humidifier; the size of the foam pores of the polyolefin foam material is 1-10 mu m, and the porosity is 30% -70%; the melt index of the polyolefin resin forming the polyolefin foam material is 0.1-3 g/10 min. The porous essential oil slow release carrier has the characteristics of insolubility in water and capability of slowly releasing essential oil, the atomizer is protected, the release time of the essential oil is prolonged, the influence of excessive essential oil on the health of a user is reduced, and the defects that the effective time is short and the humidifier needs to be cleaned or replaced frequently when aromatic essential oil is added can be overcome. The invention also discloses a preparation method and application of the porous essential oil slow-release carrier.)
技术领域
本发明涉及多孔聚合物材料领域。更具体地，涉及一种多孔精油缓释载体及其制备方法和应用。
背景技术
加湿器是一种能够使空气起到湿润的效果的一种家用电器，它通过向空气中释放一定量的水雾，使室内相对湿度保持在40～60％之间，可以极大保证人们生活工作环境的舒适和健康。按照加湿原理一般分为三大类：热加湿型、风机加湿型以及超声波加湿型三种。与此同时，随着人们生活水平的日益改善，人们对居住环境要求不断提高，带有清新空气、舒缓压力、驱虫、助眠等多种功能的芳香性精油被加入到加湿器中，并逐渐成为一种生活习惯。
加湿器可根据不同的场所、不同的形式、不同要求设计成各种类型。常见的加湿器由装有液体的容置体、使其中液体雾化的雾化器和液体传送系统组成。尤其是雾化器，在水中添加芳香性精油时，可使得芳香性精油随水雾一起散发。但由于芳香性精油的表面张力和粘度都会影响雾化效果，使得将芳香性精油作为添加剂应用于加湿器时，需要时常清理雾化器或吸水纤维组件，不方便使用，同时还增大了使用成本。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种多孔精油缓释载体，其具有在水中不溶，且能够缓释精油的特点，在保护加湿器中雾化器的同时，延长精油的释放时间，同时减少过量精油对使用者健康的影响，可解决加湿器中添加芳香性精油时有效时间短，且需要时常清理或更换的缺陷。
本发明的第二个目的在于提供一种多孔精油缓释载体的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种多孔精油缓释载体在加湿器中的应用。
为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：
一种多孔精油缓释载体，所述缓释载体为聚烯烃发泡材料；
所述聚烯烃发泡材料的泡孔尺寸为1-10μm，孔隙率为30％～70％；
形成所述聚烯烃发泡材料的聚烯烃树脂的熔融指数为0.1～3g/10min。
进一步地，所述聚烯烃发泡材料为聚乙烯发泡材料或聚丙烯发泡材料。
进一步地，所述聚烯烃发泡材料由包括聚烯烃树脂、发泡剂、交联剂和成核剂的原料经发泡工艺制备得到；
其中，以原料中聚烯烃树脂的总质量百分含量计，包含5％～20％的发泡剂、1％～5％的交联剂、和1％～5％的成核剂。
进一步地，所述聚烯烃树脂选自PE(例如HDPE)、PP树脂。
进一步地，所述发泡剂选自水、乙醇、二氧化碳、丙烷、异丙烷、环戊烷中的一种或多种。
进一步地，所述交联剂选自过氧化氢二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5,-二(叔丁基过氧化)己烷中的一种或几种。
进一步地，所述成核剂选自滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、氧化镁中的一种或多种。
进一步地，所述原料中，以聚烯烃的总质量百分含量计，还包含1～3％的抗氧剂。
进一步地，所述抗氧剂选自抗氧剂168，抗氧剂264或抗氧剂1010中的一种或多种。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
将原料混匀，升温发泡，冷却后得到所述多孔精油缓释载体。
进一步地，所述发泡在180℃～230℃温度下保温1～3min得到。
为达到上述第三个目的，本发明还提供如上第一个目的所述的多孔精油缓释载体在精油的释放中的应用。
进一步地，将所述多孔精油缓释载体用在雾化加湿器用精油的释放中。
进一步地，所述应用包括如下步骤：
将精油施加至所述多孔精油缓释载体上；
将上述负载有精油的多孔精油缓释载体置于加湿器中。
进一步地，所述精油为芳香性精油。
进一步地，所述精油的添加量为多孔精油缓释载体质量的10％～60％。
进一步地，所述精油的添加量为多孔精油缓释载体质量的10％～40％。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的多孔精油缓释载体通过采用特定的树脂基体和组成，具有很好的疏水亲油性，可用作加湿器用多孔精油缓释载体，解决现有加湿器雾化精油时容易堵塞雾化片或精油沾到加湿器容器内壁上的问题，较低的开孔率可以保证基材强度，解决运输过程中的精油析出问题。同时，该载体可多次重复利用。
附图说明
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1示出实施例1制备得到的HDPE基发泡精油吸附载体的SEM图。
图2示出实施例1中，a示出多孔吸附缓释载体浸泡精油前后对比；b示出精油直接添加和载体吸附前后在水中的对比；c示出吸水纤维在不同溶液中的吸附状态；d示出浸泡前后吸水纤维图片。
图3示出实施例1中载体用于加湿器中后，载体中精油浓度随时间的变化曲线。
图4示出实施例2制备得到的HDPE基发泡精油吸附载体的SEM图。
图5示出实施例2中载体用于加湿器中后，载体中精油浓度随时间的变化曲线。
图6示出实施例3制备得到的HDPE基发泡精油吸附载体的SEM图。
图7示出实施例3中载体用于加湿器中后，载体中精油浓度随时间的变化曲线。
图8示出对比例1制备得到的PS基发泡精油吸附载体的SEM图。
图9示出对比例1中载体用于加湿器中后，载体中精油浓度随时间的变化曲线。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
以HDPE树脂的总质量百分含量计，先将HDPE树脂(熔融指数为0.9g/10min)粉末与占比5％的水混合，然后再把占比3％的二氧化硅粒子、1％的过氧化二异丙苯和1％的抗氧剂168放入上述树脂基体，并置于高速混合机中共混。将混合均匀后的物料加入模具型腔中，升温至190℃，保温时间2min。温度升高会导致发泡剂汽化，而引发热力学不稳定性，诱发了气泡的形成和长大，以及泡孔的合并坍塌，定型后制成加湿器用精油缓释载体。经多孔性产品孔隙率、吸水率与密度测试仪测得的孔隙率为38.5％
得到的精油缓释载体的SEM图如图1所示，从图1中可知，经过处理的HDPE材料形成了均匀的泡孔结构，泡孔尺寸在2～5μm之间，较高的开孔率能够保证基材的机械强度，使得吸附的精油不至于在运输过程中挤出，而且由于HDPE材料自身的疏水亲油特性，使其能够有效吸附精油材料并在水中达到缓释作用。
将所述缓释载体浸泡在栀子精油中，结果如图2(a)所示，未吸附多孔精油的载体为白色(左边)，吸附了多孔精油的载体变为颜色均匀的黄色(右边)，也即多孔精油缓释载体可均匀的吸附精油；
将精油和吸附精油后的载体分别浸泡在水中(两者精油的施加量相同)，结果如图2(b)所示，将精油直接加入在水中后，精油分散漂浮在水面上(左)，会影响加湿器中水的雾化效果；将吸附精油后的载体加入水中后，其整体浮在水面上，且精油均集中在载体上(右)。
进一步地，如图2(c)所示在上述分散有精油的水中(左边)和吸附有精油的载体的水中(右边)，分别放入大小相同、材质相同的吸水纤维，吸附一定的时间后，将吸水纤维取出，结果如图2(d)所示，可知，将精油直接分散在水中后，部分精油被吸附至吸水纤维内部，且不能将精油完全吸附完毕，在加湿器中使用时，会导致吸水纤维不能正常作用(左)；而吸附有精油的载体的水中，吸水纤维并没有吸附精油(右)。可知，该载体具有很好的疏水亲油性，能很好的改善精油沾到加湿器容器内壁上的问题。
将上述制备得到的多孔精油缓释载体用于雾化加湿器中，具体方法包括：
将所需载体浸泡至栀子精油中，待精油完全吸附后，除去表面粘附的多余精油；将吸附有精油的载体置于超声波式加湿器的水箱中，即可实现精油的缓慢释放，待精油释放完毕后，可重复使用。所述精油吸附载体的使用方法简单易操作，且能够有效减少精油对于吸水纤维或雾化器的破坏。
从图3中可知，向加湿器中加入上述载体后，加湿器在工作42h后，载体中精油的含量才开始有所降低，72h后载体中精油的含量依然可保持在初始含量的89.3％。
待载体中闻不到精油香味后，再吸附满精油用于加湿器中，进行载体重复使用。重复使用12次后，加湿器在工作42h、72h后，精油的浓度变化情况与最初基本没变化。同时，加湿器容器内壁和雾化片、出口处均没有发生精油吸附的问题。
实施例2
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
以HDPE树脂的总质量百分含量计，先将HDPE树脂(熔融指数为2.4g/10min)与占比7％的乙醇混合，然后再把占比2％的二氧化钛粒子、2％的过氧化氢二叔丁基和1.5％的抗氧剂264放入上述树脂基体，并置于高速混合机中共混。将混合均匀后的物料加入模具型腔中，升温至200℃，保温时间1min。定型后制成加湿器用精油缓释载体，其SEM附图如图4所示。
经多孔性产品孔隙率、吸水率与密度测试仪测得的孔隙率为45.7％。经过处理的HDPE材料形成了均匀的泡孔结构，泡孔尺寸均匀在1-10μm之间，较低的开孔率能够保证基材的机械强度，使得吸附的精油不至于在运输过程中挤出，而且由于HDPE材料自身的疏水亲油特性，使其能够有效吸附精油材料并在水中达到缓释作用。
按如实施例1所述的方法将该载体应用于雾化加湿器中，结果如图5所示。从图中可知，向加湿器中加入吸附有精油后的该载体后，加湿器在工作36h后，载体中精油的含量才开始有所降低，72h后载体中精油的含量依然可保持在初始含量的81.8％。
待载体中闻不到精油香味后，再吸附满精油用于加湿器中，进行载体重复使用。重复使用12次后，加湿器在工作36h、72h后，精油的浓度变化情况与最初基本没变化。同时，加湿器容器内壁和雾化片、出口处均没有发生精油吸附的问题。
实施例3
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
以PP树脂的总质量百分含量计，先将PP树脂(熔融指数为1.8g/10min)与占比5％的水混合，然后再把占比3％的二氧化硅粒子、1％的过氧化二异丙苯和1％的抗氧剂1010放入上述树脂基体，并置于高速混合机中共混。将混合均匀后的物料加入模具型腔中，升温至200℃，保温时间1min。温度升高会导致发泡剂汽化，而引发热力学不稳定性，诱发了气泡的形成和长大，以及泡孔的合并坍塌，定型后制成加湿器用精油缓释载体，其SEM附图如图6所示。
经过处理的HDPE材料形成了均匀的泡孔结构，泡孔尺寸均匀在1～5μm之间。经多孔性产品孔隙率、吸水率与密度测试仪测得的孔隙率为30.8％
按如实施例1所述的方法将该载体应用于雾化加湿器中，结果如图7所示。从图中可知，向加湿器中加入吸附有精油后的该载体后，加湿器在工作47h后，载体中精油的含量才开始有所降低，72h后载体中精油的含量依然可保持在初始含量的93％。
待载体中闻不到精油香味后，再吸附满精油用于加湿器中，进行载体重复使用。重复使用12次、15次后，加湿器在工作47h、72h后，精油的浓度变化情况与最初基本没变化。同时，加湿器容器内壁和雾化片、出口处均没有发生精油吸附的问题。
对比例1
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
以PS树脂的总质量百分含量计，先将PS树脂(熔融指数为2.6g/10min)与占比10％的丙烷混合，然后再把占比1％的氧化镁粒子、2％的过氧化二异丙苯和1.5％的抗氧剂264放入上述树脂基体，并置于高速混合机中共混。将混合均匀后的物料加入模具型腔中，升温至230℃，保温时间2min。定型后制成加湿器用精油缓释载体，其SEM附图如图8所示。经过处理的PS材料形成了泡孔结构，泡孔尺寸在10～30μm之间，经多孔性产品孔隙率、吸水率与密度测试仪测得的孔隙率为21.5％。
按如实施例1所述的方法将该载体应用于雾化加湿器中，结果如图9所示。从图中可知，向加湿器中加入吸附有精油后的该载体后，加湿器在工作22h后，载体中精油的含量就已经开始有所降低了，且72h后载体中精油的含量只达到初始含量的59％左右。
待载体中闻不到精油香味后，再吸附满精油用于加湿器中，进行载体重复使用。重复4次后，雾化器即受到影响，而难以正常使用。
对比例2
一种多孔精油缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
以PET树脂的总质量百分含量计，先将PET树脂(熔融指数为1.2g/10min)与占比10％的水混合，然后再把占比1％的二氧化硅粒子、2％的过氧化二异丙苯和1.5％的抗氧剂1010放入上述树脂基体，并置于高速混合机中共混。将混合均匀后的物料加入模具型腔中，升温至230℃，保温时间2min。高温下水汽化形成水蒸气，在模具表面富集，未形成均匀的泡孔结构，难以作为吸附载体进行使用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
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