CN110586049A - 高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂及制法 - Google Patents

高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂及制法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，属于树脂技术领域。该树脂主要由半成品高吸水性树脂、二氧化硅和喷涂组合物制成；半成品高吸水性树脂以丙烯酸、内交联剂和水为原料；喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成。本发明还公开了该高吸水性树脂的制备方法。本发明可以改良原来只单一混合一定量的二氧化硅而造成的改善凝胶床渗透性有限的弊端，并大幅改善了产品的凝胶床渗透性，具有较优良的应用价值。

Description

高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂及制法
技术领域
本发明涉及树脂技术领域，特别是一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，本发明还涉及该树脂的制备方法。
背景技术
聚丙烯酸盐类高吸水性树脂是一种具有一定交联强度的高聚物，为水溶胀性但水不溶性的高分子凝胶化剂，具有优良的吸水、保水性能和生物降解性能，被广泛用于纸尿裤、卫生巾、食物保鲜剂、农林园艺保水剂、工业用止水材料等诸多方面，具有良好的市场前景。
申请号为201580003275.3的中国公开专利文献公开了一种名称为“超吸收性聚合物及其制备方法”，该方法为：通过在用二氧化硅涂覆超吸收性聚合物时提高超吸收性聚合物的表面交联密度来改善产品的凝胶床渗透性。然而，在实际应用过程中，此种方法改善凝胶床渗透性的程度有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种原料设计更为合理，可以更有效地改善凝胶床渗透性的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供前述高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特点是：
该树脂主要由半成品高吸水性树脂、二氧化硅和喷涂组合物制成：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.02%-0.60%，湿基为0.5%-10%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.01%-0.6%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.1%-3%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.003%-0.3%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%-3.0%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.001%-0.4%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.002%-0.5%。
本发明所述的一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特点是：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.1%-0.3%，湿基为1%-3%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.1%-0.2%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%-2%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.1%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的1%-2%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.2%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.2%。
本发明所述内交联剂，可以为常用的内交联剂，可以选自聚乙二醇200，聚乙二醇300，聚乙二醇400，聚乙二醇600， 聚乙二醇800，1，4-丁二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，1，6-己二醇二丙烯酸酯，乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，新戊二醇二丙烯酸酯，丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚，二季戊四醇五丙烯酸酯，三乙氧基化甘油三丙烯酸酯中的一种。所述的硫酸盐主要是硫酸铝或者硫酸钠，也可以是其它硫酸盐。
本发明所述的制备高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其进一步优选的技术方案是：所述表面活性剂选自聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯、椰油单乙醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、椰油两性丙酸二钠、聚氧失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。
本发明所述的制备高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其进一步优选的技术方案是：所述的渗透性改良剂优选聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、四甘醇二甲醚、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇1000中的至少一种。
本发明还公开了一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，其特点是，其步骤如下：
（1）半成品高吸水性树脂制备：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；
（2）喷涂组合物喷涂：由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要成份，加入适量的水组成喷涂混合液，将喷涂混合液在半成品高吸水性树脂的表面进生喷涂，再经热处理后与二氧化硅混合制得最终产品。
本发明所述的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法中：步骤（2）中所述热处理温度优选为80℃-230℃，进一步优选为100℃-150℃。
与现有技术相比，本发明高吸水性树脂表面混合一定量的二氧化硅的基础上，喷涂由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成的混合液，并经热处理后获得成品。这样，可以改良原来只混合一定量的二氧化硅而造成的改善凝胶床渗透性有限的弊端，并大幅改善产品的凝胶床渗透性，具有较优良的应用价值。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，其步骤如下：
以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30目的半成品高吸水性树脂，内交联剂质量为丙烯酸总量的0.02%，湿基为0.5%；用喷涂混合液对半成品高吸水性树脂其进行喷涂处理后，经80℃热处理后与二氧化硅混合后制得最终产品，所述喷涂混合液由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要原料，加入适量的水制成混合液。表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成，其中丙二醇质量为半成品颗粒总质量的0.1%；乙二醇二缩水甘油醚质量为半成品颗粒总质量的0.003%；硫酸盐质量为半成品颗粒总质量的0.2%；所述表面活性剂质量为半成品颗粒总质量的0.001%；所述渗透性改良剂质量为半成品总质量的0.002%；所述二氧化硅用量为半成品颗粒总质量的0.01%；
所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯、椰油单乙醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、椰油两性丙酸二钠、聚氧失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中一种。
所述渗透性改良剂为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、四甘醇二甲醚、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇1000中的一种。
实施例2，一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，其步骤如下：
以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数50目半成品高吸水性树脂，内交联剂质量为丙烯酸总量的0.60%，湿基为10%。用喷涂混合液对半成品高吸水性树脂其进行喷涂处理后，经230℃热处理后与二氧化硅混合后制得最终产品，所述喷涂混合液由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要原料，加入适量的水组成混合液，所述表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成，其中丙二醇质量为半成品颗粒总质量的3%；乙二醇二缩水甘油醚质量为半成品颗粒总质量的0.3%；硫酸盐质量为半成品颗粒总质量的3.0%；所述表面活性剂质量为半成品颗粒总质量的0.4%；所述渗透性改良剂质量为半成品总质量的0.5%；所述二氧化硅用量为半成品颗粒总质量的0.6%；
所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯、椰油单乙醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、椰油两性丙酸二钠、聚氧失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。
所述渗透性改良剂为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、四甘醇二甲醚、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇1000中的一种。
实施例3，一种制备高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法，其步骤如下：
以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数40目半成品高吸水性树脂，内交联剂质量为丙烯酸总量的0.21%，湿基为2.3%。在半成品高吸水性树脂表面喷涂由丙二醇0.9g、乙二醇二缩水甘油醚0.25g、硫酸盐3.0g、聚氧乙烯脂肪酸酯0.41g、聚乙二醇400 0.26g、聚丙二醇600 0.27g、去离子水7g混合后的表面交联液，经190℃热处理后混合0.13%的二氧化硅制得最终产品。
实施例4，一种制备高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法，其步骤如下：
以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数35目的半成品高吸水性树脂，内交联剂质量为丙烯酸总量的0.23%，湿基为2.5%，在半成品高吸水性树脂表面喷涂由丙二醇0.75g、乙二醇二缩水甘油醚0.29g、硫酸盐3.5g、椰油单乙醇酰胺0.25g、聚乙二醇脂肪酸酯0.20g，聚乙二醇800 0.44g、去离子水6.5g混合后的表面交联液，经200℃热处理后混合0.15%的二氧化硅制得最终产品。
实施例5，一种制备高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法，其步骤如下：
以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数35目半成品高吸水性树脂，内交联剂质量为丙烯酸总量的0.22%，湿基为3.0%，半成品高吸水性树脂颗粒表面喷涂由丙二醇0.65g、乙二醇二缩水甘油醚0.27g、硫酸盐2.8g、聚氧失水山梨糖醇脂肪酸酯0.30g、聚氧乙烯烷基醚0.17g，聚丙二醇1000 0.25g，四甘醇二甲醚0.22g、去离子水6.2g混合后的表面交联液，经170℃热处理后混合0.19%的二氧化硅制得最终产品。
实施例6，一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，该树脂由以下原料制成：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30目的半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.1%，湿基为1%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.1%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的1%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%。
所述内交联剂为聚乙二醇200，聚乙二醇300，聚乙二醇400，聚乙二醇600， 聚乙二醇800中的一种。所述的硫酸盐为硫酸铝。
所述的表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚或者脂肪醇聚氧乙烯醚。所述渗透性改良剂为聚乙二醇200和聚乙二醇300，各占一半。
其制备方法步骤如下：
（1）半成品高吸水性树脂制备：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30目半成品高吸水性树脂；
（2）喷涂组合物喷涂：由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要成份，加入适量的水组成的喷涂混合液，将喷涂混合液在半成品高吸水性树脂的表面进生喷涂，再经150℃热处理后与二氧化硅混合制得最终产品。
实施例7，一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，该树脂由以下原料制成：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数50目的半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.3%，湿基为3%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.2%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的2%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.1%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的2%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%。
所述内交联剂1，4-丁二醇二丙烯酸酯或者季戊四醇三丙烯酸酯或者1，6-己二醇二丙烯酸酯或者乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯。所述的硫酸盐为硫酸钠。所述的表面活性剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯或者椰油两性丙酸二钠。所述渗透性改良剂为四甘醇二甲醚或者聚丙二醇200。
其制备方法步骤如下：
（1）半成品高吸水性树脂制备：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数50目半成品高吸水性树脂；
（2）喷涂组合物喷涂：由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要成份，加入适量的水组成的喷涂混合液，将喷涂混合液在半成品高吸水性树脂的表面进生喷涂，再经180℃热处理后与二氧化硅混合制得最终产品。

Claims (6)

1.一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特征在于，该树脂主要由半成品高吸水性树脂、二氧化硅和喷涂组合物制成：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.02%-0.60%，湿基为0.5%-10%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.01%-0.6%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.1%-3%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.003%-0.3%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%-3.0%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.001%-0.4%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.002%-0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特征在于：
（1）半成品高吸水性树脂：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；内交联剂质量为丙烯酸总量的0.1%-0.3%，湿基为1%-3%；
（2）二氧化硅：其用量为半成品高吸水性树脂总质量的0.1%-0.2%；
（3）喷涂组合物：喷涂组合物主要由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂组成；表面交联助剂由丙二醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐混合组成；丙二醇质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.2%-2%；乙二醇二缩水甘油醚质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.1%；硫酸盐质量占半成品高吸水性树脂总质量的1%-2%；
表面活性剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.2%；
渗透性改良剂质量占半成品高吸水性树脂总质量的0.05%-0.2%。
3.根据权利要求1或2所述的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特征在于：所述的表面活性剂选自聚氧乙烯烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇月桂酸酯、椰油单乙醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、椰油两性丙酸二钠、聚氧失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂，其特征在于：所述渗透性改良剂选自聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、四甘醇二甲醚、聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇1000中的一种或几种。
5.一种如权利要求1－4中任何一项所述的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
（1）半成品高吸水性树脂制备：以丙烯酸、内交联剂和水为原料，经切胶、干燥、粉碎、筛分工序制得目数30-50目半成品高吸水性树脂；
（2）喷涂组合物喷涂：由表面交联助剂、表面活性剂以及渗透性改良剂为主要成份，加入适量的水组成喷涂混合液，将喷涂混合液在半成品高吸水性树脂的表面进生喷涂，再经热处理后与二氧化硅混合制得最终产品。
6.根据权利要求5所述的高凝胶床渗透性聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述热处理温度为80℃-230℃。
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