CN102603946B

CN102603946B - 一种高吸水性树脂的制备方法

Info

Publication number: CN102603946B
Application number: CN201210072819.XA
Authority: CN
Inventors: 温雁青
Original assignee: GUANGZHOU IVENS BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU IVENS BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-03-16
Also published as: CN102603946A

Abstract

本发明公开了一种高吸水性树脂的制备方法，其包括如下步骤：以丙烯酸为原料，向丙烯酸中加入碱液进行中和反应；然后向中和反应液中添加交联剂和引发剂；当反应进行到后期液体变成粘稠状时向中和反应液中加入螯合剂；中和反应液依次经过干燥、粉碎，即得到树脂，最后对树脂进行表面交联处理，即可得到成品。本发明的高吸水性树脂具有吸收大量液体的能力，尤其是当处在外部压力下也同样具有优异的吸收性能。该吸水树脂适合用于卫生巾、纸尿裤、餐巾纸等卫生行业，本发明由于添加了螯合剂，所以高吸水性树脂的吸水率和保水量都得到了较大的提高，采用本发明的制备得到的树脂具有较高的吸水率和保水力，而且操作简单，适用于工业生产。

Description

一种高吸水性树脂的制备方法

技术领域

本发明属于高吸水性树脂技术领域，具体的说是涉及一种具有较高吸水率和较高保水率的高吸水性树脂的制备方法。

背景技术

高吸水树脂是一种具有三维网状结构的新型功能高分子材料，它具有吸收比自身重几百到几千倍液体的高吸水功能，而且和传统的吸水材料相比，高吸水树脂还具有一种独特的保水性能，一旦吸水膨胀成为水凝胶后，即使加压也很难将水分离出来。因此，高吸水树脂在卫生用品、工农业生产、土木建筑等各个领域都有广泛的用途，尤其在卫生用品方面，高吸水树脂占了很重要的地位。目前，现有技术中市面上所售卖的高吸水树脂大部分都具有吸水率偏低、保水性不好等缺点，使吸水树脂的使用受到了限制，达不到人们日益增长的需求。如何能够提供一种具有高吸水率和高保水率的高吸水性树脂的制备方法成为人们迫切的需求。

发明内容

发明的目的是为了克服现有技术中的树脂吸水率低且保水率差的缺陷，提供一种适应市场需求的具有高吸水率和高保水率的高吸水性树脂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种高吸水性树脂的制备方法，其包括如下步骤：

a、以丙烯酸为原料，向丙烯酸中加入碱液进行中和反应，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸铵，中和度为60％～90％；

b、然后向中和反应液中添加交联剂和引发剂，所述引发剂为过氧化物或过硫酸盐，所述引发剂的用量为0.001％～2％，所述交联剂的用量为0.001％～2％；

c、当反应进行到后期液体变成粘稠状时向中和反应液中加入螯合剂，所述螯合剂为多价羧酸、碱土金属或碱金属盐，所述螯合剂的用量为0.00001％～10％；

d、中和反应液依次经过干燥、粉碎，即得到树脂，最后对树脂进行表面交联处理，表面交联处理的温度为150℃～200℃，将表面交联剂以喷雾的方式喷洒在树脂表面，即可得到成品。

本发明中对丙烯酸进行中和所用碱液是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵等碱性物配制成的，且中和度范围为60％～90％，优选70％～85％，当中和度为80％时，树脂能表现出最优异的吸水率和吸盐水率。

本发明中使用的吸水树脂的引发剂包括自由基聚合引发剂例如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化氢、过碳酸钠等，聚合引发剂的用量为0.001％～2％，优选0.001％～0.15％。随着引发剂用量的增加，高吸水树脂在常压下盐溶液中吸水率先增大后减小。

所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、三烯丙基胺、甘油二缩水甘油醚和乙二胺中的一种或几种。

所述中和反应的中和度为80％，所述引发剂的用量为0.001％～0.15％，所述交联剂的用量为0.005％～0.15％，所述螯合剂的用量为0.0001％～1％。所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢或过碳酸钠。

在所述步骤b中，向中和反应液中添加链转移剂，所述链转移剂的用量为0.001％～1％。所述链转移剂为硫基乙醇、硫基丙醇、硫代甘醇、异丙醇、亚磷酸钠次磷酸钠或甲酸。本发明中，链转移剂可用于聚合反应，反应过程中如果存在链转移剂，可以得到具有高吸收能力和优良的尿稳定性的吸收体，用于本发明的链转移剂不受任何限制，只要溶于水或含水烯属不饱和单体，考虑到效果，优选使用含磷化合物，特别是次磷酸盐例如次磷酸钠。链转移剂的用量优选为0.005％～0.3％。用量少于0.001％不提供链转移剂的作用，用量多于1％增加水可溶物的含量，相反降低稳定性。

所述的螯合剂为二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四丙酸乙酸或N-羟基乙基乙二胺三乙酸。本发明中所使用的螯合剂优选胺基多价羧酸及其盐，螯合剂的用量优选0.0001％～1％，用量多于10％由于相对于用量不能得到足够的作用不仅是不经济的，而且造成吸收力低的问题，另一方面，用量少于0.00001％不能提供足够的附加作用。

所述表面交联剂为多元醇、环氧化合物、多价胺化合物或卤代环氧化合物，所述表面交联剂为聚乙二醇、丙二醇、乙二胺或二亚乙基三胺。本发明的表面交联剂包括多元醇如丙二醇、1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇，1，2-环己烷二甲醇等；环氧化合物例如乙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油等；多价胺化合物例如乙二胺、二亚乙基三胺、聚酰胺聚胺等。卤代环氧化合物例如环氧氯丙烷、环氧溴丙烷等；多价胺化合物与卤代环氧化合物的缩合物等。它们可单独使用，也可多种混合使用，为充分发挥本发明的作用，优选主要使用这些表面交联剂中的多元醇。表面交联剂的用量优选0.3％～10％重量份，更优选为0.01％～0.4％重量。

在本发明表面交联处理中，水优选作为有机溶剂，也可选用一些亲水性有机溶剂和水作为混合有机溶剂，例如甲醇、乙醇、丙酮等。水的用量优选0.1％～20％，所选用的亲水性有机溶剂用量优选0.1％～15％。在本发明表面交联中，优选方法是将有机溶剂和表面交联剂先混合，再和树脂相互混合，混合方法优选将表面交联剂以喷雾的方式喷洒在树脂表面，而与此同时树脂要得到强烈的混合，这样才能将表面交联剂均匀地附着在树脂表面。而表面交联的温度优选150℃～200℃。温度太高，树脂会被交联过度，对树脂的吸水率造成很大的影响，致使树脂吸水严重下降；温度太低，不能对表面交联剂起到充分的作用，就会使表面交联剂和树脂不能很好地反应，达不到表面交联的效果。

本发明的有益效果是：本发明中的高吸水树脂是以丙烯酸为原料，经过中和反应，然后向中和反应液中添加交联剂、引发剂进行交联反应制备出来的。其中本发明的高吸水性树脂具有吸收大量液体的能力，尤其是当处在外部压力下也同样具有优异的吸收性能。该吸水树脂适合用于卫生巾、纸尿裤、餐巾纸等卫生行业。本发明由于添加了螯合剂，所以高吸水性树脂的吸水率和保水量都得到了较大的提高，采用本发明的制备得到的树脂具有较高的吸水率和保水力，而且操作简单，适用于工业生产。

表一：本发明高吸水性树脂性能测试结果表

试样	吸水率g/g	吸盐率g/g	保水力
				实施例1	657	56.3	49.2
实施例2	703	67.6	44.9
				实施例3	753	87.9	44.2
实施例4	1123	99	41.6

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1：将125.5g丙烯酸加到500ml的烧杯中，用漏斗向烧杯中滴加317.4g氢氧化钠水溶液，并将此中和液倒入四口烧瓶内，该烧瓶配有搅拌器、回流冷凝器、氮气管、水浴锅，配置丙烯酸溶液，向250ml的烧杯中加入49.7g水和50.6g丙烯酸，将此丙烯酸溶液倒入四口烧瓶中，在水浴温度为45℃的条件下进行搅拌，并进行通氮，10min以后，再向四口烧瓶中加入溶有0.004％聚乙二醇而丙烯酸酯和0.00004％次磷酸钠溶液；再过10min，将溶有0.002％的过硫酸钠和溶有0.00001％的抗坏血酸溶液同时加入反应釜中，等反应液变成粘稠状胶体时，停止搅拌，然后将胶体在45℃的条件下放置1h，最后将胶体取出剪碎，再用鼓风烘箱烘干至恒重，然后粉碎，即可得到最终的树脂。

实施例2：将125.5g丙烯酸加到500ml的烧杯中，用漏斗向烧杯中滴加335.8g的氢氧化钾水溶液，并将此中和液倒入四口烧瓶内，该烧瓶配有搅拌器、回流冷凝器、氮气管、水浴锅，配置丙烯酸溶液，向250ml的烧杯中加入49.7g水和50.6g丙烯酸，将此丙烯酸溶液倒入四口烧瓶中，在水浴温度为45℃的条件下进行搅拌，并进行通氮，10min以后，再向四口烧瓶中加入溶有0.0007％N，N-亚甲基双丙烯酰胺和0.00004％次磷酸钠溶液；再过10min，将溶有0.002％的过硫酸钾和溶有0.00001％的抗坏血酸溶液同时加入反应釜中，等反应液变成粘稠状胶体时，停止搅拌，然后将胶体在45℃的条件下放置1h，最后将胶体取出剪碎，再用鼓风烘箱烘干至恒重，然后粉碎，即可得到最终的树脂。

实施例3：将125.5g丙烯酸加到500ml的烧杯中，用漏斗向烧杯中滴加335.8g浓度为24.8％的氢氧化钾水溶液，并将此中和液倒入四口烧瓶内，该烧瓶配有搅拌器、回流冷凝器、氮气管、水浴锅，配置丙烯酸溶液，向250ml的烧杯中加入49.7g水和50.6g丙烯酸，将此丙烯酸溶液倒入四口烧瓶中，在水浴温度为45℃的条件下进行搅拌，并进行通氮，10min以后，再向四口烧瓶中加入溶有0.0007％N，N-亚甲基双丙烯酰胺和0.00004％次磷酸钠溶液；再过10min，将溶有0.35g的过硫酸钾和溶有0.00001％的抗坏血酸溶液同时加入反应釜中，等反应液变成粘稠状胶体时，向反应釜中加入0.0011％EDTA、0.0011％柠檬酸钠、0.001％无水亚硫酸钠，然后过5min停止搅拌，然后将胶体在45℃的条件下放置1h，最后将胶体取出剪碎，再用鼓风烘箱烘干至恒重，然后粉碎，即可得到最终的树脂。

实施例4：将125.5g丙烯酸加到500ml的烧杯中，用漏斗向烧杯中滴加335.8g浓度为24.8％的氢氧化钾水溶液，并将此中和液倒入四口烧瓶内，该烧瓶配有搅拌器、回流冷凝器、氮气管、水浴锅，配置丙烯酸溶液，向250ml的烧杯中加入49.7g水和50.6g丙烯酸，将此丙烯酸溶液倒入四口烧瓶中，在水浴温度为45℃的条件下进行搅拌，并进行通氮，10min以后，再向四口烧瓶中加入溶有0.0003％N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.0017％聚乙二醇而丙烯酸酯和0.00004％次磷酸钠溶液；再过10min，将溶有0.35g的过硫酸钾和溶有0.00001％的抗坏血酸溶液同时加入反应釜中，等反应液变成粘稠状胶体时，向反应釜中加入0.0011％EDTA、0.0011％柠檬酸钠、0.001％无水亚硫酸钠，然后过5min停止搅拌，然后将胶体在45℃的条件下放置1h，最后将胶体取出剪碎，再用鼓风烘箱烘干至恒重，然后粉碎，即可得到最终的树脂。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：所述高吸水性树脂的制备方法包括如下步骤：

d、中和反应液依次经过干燥、粉碎，即得到树脂，最后对树脂进行表面交联处理，表面交联处理的温度为150℃～200℃，将表面交联剂以喷雾的方式喷洒在树脂表面，即可得到成品；

所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、三烯丙基胺、甘油二缩水甘油醚和乙二胺中的一种或几种；所述中和反应的中和度为80％，所述引发剂的用量为0.001％～0.15％，所述交联剂的用量为0.005％～0.15％，所述螯合剂的用量为0.0001％～1％；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢或过碳酸钠；在所述步骤b中，向中和反应液中添加链转移剂，所述链转移剂的用量为0.001％～1％。

2.根据权利要求1所述的一种高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：所述链转移剂为硫基乙醇、硫基丙醇、硫代甘醇、异丙醇、亚磷酸钠次磷酸钠或甲酸。

3.根据权利要求1所述的一种高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：所述的螯合剂为二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四丙酸乙酸或N-羟基乙基乙二胺三乙酸。

4.根据权利要求1所述的一种高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：所述表面交联剂为多元醇、环氧化合物、多价胺化合物或卤代环氧化合物。

5.根据权利要求4所述的一种高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：所述表面交联剂为聚乙二醇、丙二醇、乙二胺或二亚乙基三胺。