CN109081887B - 一种高吸水性树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高吸水树脂，含有下述组分，各组分的含量如下：丙烯酸为110～130份、氢氧化钠为22～50份、引发剂为0.2～0.6份、交联剂为0.1～0.8份、吸水助剂为0.02～0.3份、抑菌剂为3～9份以及水为250～300份。其中，引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，吸水助剂与引发剂的质量比为1:1～1:3，交联剂与引发剂的质量比为3.5:1～1:5。本发明的高吸水树脂的饱和吸去离子水的倍率高达1000倍以上，提高吸水能力的同时维持高吸水树脂表面干爽、抑制细菌生长速度，本发明的高吸水树脂的制备原料来源广泛成本低，得到的高吸水树脂性质温和、抑菌安全，适合广泛推广应用。

Description

一种高吸水性树脂
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高吸水性树脂。
背景技术
吸水性树脂是一种新型功能高分子材料。吸水性树脂是水膨润性的非水溶性高分子凝胶化剂，具有高吸水功能和优良的保水性能，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难将水分离出来。其作为纸尿裤、卫生巾等吸收物，进而作为农林园艺用保水剂、工业用止水材料等而主要用在一次性用途上。
目前，研究人员提出了以许多单体以及亲水性高分子作为原料制备高吸水性树脂，尤其以丙烯酸及其盐类作为单体的高吸水性树脂，因其具有高吸水性而在工业上用得最多，此类吸水性树脂是经由聚合、凝胶破碎、干燥、粉碎筛选、表面交联等步骤制备。伴随其主要用途即纸尿裤、卫生巾等生理卫生用品的高性能化，吸水性树脂也被要求具有更加优异的功能。
现有的高吸水性树脂尚存严重缺陷无法同时满足高吸液率、吸收速度快、表面不粘连、吸收体液后能够较长时间保持干爽等特性基本要求，而且提高高吸水树脂的吸水能力意味着延长高吸水树脂的使用时间，高吸水树脂在使用时通常处于温湿的环境中与人体皮肤直接接触，极易滋生细菌，会对使用者的健康造成极大的威胁。
因此，提供一种在提高吸水能力的同时维持高吸水树脂表面干爽、抑制细菌生长速度的高吸水树脂是业内急需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高吸水树脂，该高吸水树脂能够提升吸水能力、同时维持高吸水树脂表面干爽、抑制细菌生长。
根据本发明的一个方面提供一种高吸水树脂，含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000021
其中，引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，吸水助剂与引发剂的质量比为1:1～1:3，交联剂与引发剂的质量比为3.5:1～1:5。
可选择地，高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000022
其中，引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，吸水助剂与引发剂的质量比为1:1～1:3，交联剂与引发剂的质量比为3.5:1～1:5。
可选择地，高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000023
Figure RE-GDA0001806155630000031
其中，引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，吸水助剂与引发剂的质量比为1:1～1:3，交联剂与引发剂的质量比为3.5:1～1:5。
可选择地，引发剂中的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的二种或三种。
可选择地，抑菌剂为氧化苦参碱、苦参碱或苦参总碱中的一种或几种。
可选择地，吸水助剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或二种。
优选地，吸水助剂为十二烷基硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠按质量比 1:1～1:3.5混合配制的混合物。
可选择地，交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或二种。
本发明提供了的高吸水树脂包括丙烯酸110～130份、氢氧化钠22～50份、引发剂0.2～0.6份、交联剂0.1～0.8份、吸水助剂0.02～0.3份、抑菌剂3～9份以及水250～300份。
其中，丙烯酸为本发明的高吸水树脂的主要成分，其具有良好的吸水性，因此本发明中对各组分的配比和选材进行严格控制，进一步发挥丙烯酸的吸水性在高吸水树脂领域的优势。而且，丙烯酸的具有来源广泛、价格低廉、聚合速度非常快等优点。
氢氧化钠为本发明的高吸水树脂的主要成分，主要用于将部分丙烯酸中和成为丙烯酸钠，丙烯酸钠与未中和的丙烯酸与吸水助剂共聚生成高吸水树脂。其中，氢氧化钠加入量较少时，高吸水树脂的吸水倍率随着氢氧化钠的加入量增大而增大直到达到峰值，高吸水树脂的吸水倍率随着氢氧化钠的加入量继续增大而降低，这是由于高吸水树脂中的游离羧酸根少，因此吸水倍率低，氢氧化钠用量增大，游离羧酸根变多，因此吸水倍率升高，氢氧化钠用量过大会影响高吸水树脂的交联程度，使高吸水树脂的水溶性增大而吸水倍率降低。因此，本发明的氢氧化钠的含量为22～50份重量份，优选地25～48 份重量份，更优选地28～45份重量份。
引发剂为本发明的高吸水树脂的重要成分之一，随着引发剂的用量增加，高吸水树脂的吸去离子水的倍率先增加后减小，因为引发剂用量直接影响聚合反应的速度以及聚合物分子量。引发剂用量较少导致引发剂的分解速率低导致聚合反应速率低，生成的高吸水树脂的吸水率低。引发剂用量过多，则聚合反应过程中容易发生暴聚，局部自交联导致生成的低分子聚合物较多，使的高吸水树脂的溶解性增大，吸水率降低。因此，本发明中引发剂的含量为0.2～0.6份，优选地0.25～0.55份，更优选地0.28～0.52份。其中，引发剂与丙烯酸的质量比为0.1:50时，高吸水树脂的饱和吸去离子水的倍率达到最高。
交联剂作为本发明的高吸水树脂的重要成分之一，随着交联剂的用量增加，高吸水树脂的吸去离子水的倍率先增加后减小。交联剂影响生成的高吸水树脂的的网格容水量，交联剂加入量少，生成的高吸水树脂的网格结构易膨胀，吸水率随着交联剂的增加而增加。交联剂增加到一定程度，高吸水树脂的网格结构紧密排列不易膨胀，因此吸水率下降。因此，本发明中交联剂的含量为0.1～0.8份，优选地0.15～0.7份，更优选地0.2～0.65份。
吸水助剂作为本发明的高吸水树脂的重要成分之一，具有很强的吸水性，可吸收其自身质量上千倍的水。发明人发现在高吸水树脂中吸水助剂与引发剂的质量比为1:1～1:3时具有意想不到的效果，制备得到的高吸水树脂的饱和吸去离子水的倍率可以达到1000倍以上。本发明中选用十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或二种作为吸水助剂，吸水助剂的含量为 0.02～0.3份，优选地0.05～0.25份，更优选地0.1～0.22份。
抑菌剂作为本发明的高吸水树脂的重要成分之一，主要用于抑制黄金葡萄球菌、大肠杆菌以及念球菌等常见的细菌滋生。高吸水树脂的吸水倍率大幅度提高的同时意味着其使用时长相对增加，由于目前高吸水树脂大量用于纸尿裤、卫生巾等领域，常与人体皮肤接触，为了避免高吸水树脂在温湿的环境中细菌大量繁殖对人体造成感染或其它伤害，本发明的高吸水树脂中添加有抑菌剂3～9份，本发明的抑菌剂选用氧化苦参碱、苦参碱或苦参总碱中的一种或几种。
本发明的高吸水树脂的饱和吸去离子水的倍率高达1000倍以上，原料来源广泛成本低，制备得到的高吸水树脂性质温和、抑菌安全，适合广泛推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。
下面将通过具体实施例的方式详细解释本发明提供的高吸水树脂
实施例1
一种高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000051
实施例1的高吸水树脂的饱和吸去离子水倍率达到1100倍以上，饱和吸去离子水倍率最高。
实施例2
一种高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000061
实施例2的高吸水树脂的饱和吸去离子水倍率达到1000倍，对于大肠杆菌、黄金葡萄球菌以及念球菌的抑制效果最好，可以控制7小时以内大肠杆菌、黄金葡萄球菌以及念球菌的不增长。
实施例3
一种高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
Figure RE-GDA0001806155630000062
实施例3的高吸水树脂的饱和吸去离子水倍率达到1000倍以上，高吸水树脂饱和吸收去离子水后表面依旧维持干爽。
其中，引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，引发剂中的过硫酸盐为过硫酸钠与过硫酸铵1:1配制的混合物，抑菌剂为氧化苦参碱、吸水助剂为十二烷基硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠按质量比1:1～1:3.5混合配制的混合物、交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
下面进一步通过列表的方式，给出本发明部分实施例中不同组分的高吸水树脂的参数。表1示出了本发明的部分实施例的吸水参数。
表1A
Figure RE-GDA0001806155630000071
表1B
Figure RE-GDA0001806155630000072
Figure RE-GDA0001806155630000081
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神。

Claims (5)

1.一种高吸水树脂，其特征在于，所述高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
丙烯酸 110~130份
氢氧化钠 22~50份
引发剂 0.2~0.6份
交联剂 0.1~0.8份
吸水助剂 0.02~0.3份
抑菌剂 3~9份
水 250~300份
其中，所述引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，所述吸水助剂与所述引发剂的质量比为1 : 1~1 : 3，所述交联剂与所述引发剂的质量比为3.5 : 1~1 : 5；
所述抑菌剂为氧化苦参碱、苦参碱或苦参总碱中的一种或几种；
所述吸水助剂为十二烷基硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠按质量比1:1~1:3.5混合配制的混合物。
2.如权利要求1所述的高吸水树脂，其特征在于，所述高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
丙烯酸 112~128份
氢氧化钠 25~48份
引发剂 0.25~0.55份
交联剂 0.15~0.7份
吸水助剂 0.05~0.25份
抑菌剂 3.5~8.5份
水 252~298份
其中，所述引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，所述吸水助剂与所述引发剂的质量比为1 : 1~1 : 3，所述交联剂与所述引发剂的质量比为3.5 : 1~1 : 5。
3.如权利要求1所述的高吸水树脂，其特征在于，所述高吸水树脂含有下述组分，各组分的含量表示如下：
丙烯酸 115~125份
氢氧化钠 28~45份
引发剂 0.28~0.52份
交联剂 0.2~0.65份
吸水助剂 0.1~0.22份
抑菌剂 3.8~8.2份
水 255~295份
其中，所述引发剂为亚硫酸氢钠与过硫酸盐形成的引发剂，所述吸水助剂与所述引发剂的质量比为1 : 1~1 : 3，所述交联剂与所述引发剂的质量比为3.5 : 1~1 : 5。
4.如权利要求1~3中任一项所述的高吸水树脂，其特征在于，所述引发剂中的所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的二种或三种。
5.如权利要求4所述的高吸水树脂，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或二种。
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