TWI388606B - 高吸水性樹脂製造方法 - Google Patents

Description

高吸水性樹脂製造方法

本發明係有關於一種高吸水性樹脂及其製造方法。尤其是一種高親水性、高保持力及較高的壓力下吸收倍率的吸水性樹脂及其製造方法。

高吸水性樹脂具有強大的保水力，可吸收百倍甚至於千倍於本身重量的水，且吸水後可膨潤具有保持不流動的狀態，即使施加壓力也不會滲漏，且被吸收的水可緩緩地在大氣中釋出。由於具有上述之特性，所以最早使用於農森林業的土壤保水劑，近年因高吸水性樹脂的生產技術有相當大的進步，所以也廣泛地運用於衛生用品如尿布、成人失禁用品及婦女衛生用品的吸水劑及保存食物用的保鮮應用等。

高吸水性樹脂的成分材料有遇水分解型的澱粉丙烯腈(hydrolyzed starchacrylonitrile)接枝聚合物(日本專利公開公報昭49(1974)-43,395)，中和之澱粉丙烯酸接枝聚合物(日本專利公開公報昭51(1976)-125,468)，皂化乙烯醋酸丙烯酯共聚物(日本專利公開公報昭52(1977)-14,689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯醯胺共聚物(日本專利公報昭53(1978)-15,959)，及部份中和聚丙烯酸(日本專利公開公報昭55(1980)-84,304)等。其中以使用丙烯酸及丙烯酸鹽進行交聯聚合所得之高吸水性樹脂佔最大部份也最為經濟，其原因為丙烯酸可迅速由市售取得，且製得的高吸水性樹脂具有高的吸水能力，及具有製造成本低廉且最具經濟效益，故成為最普遍化的高吸水性樹脂材料。

高吸水性樹脂具有強大的吸水及保水能力，常應用於製造衛生用品例如嬰兒紙尿布、餐巾紙及成人失禁用尿布、土壤保水劑等方面。特別是應用於衛生用品如紙尿布，要求發展一種在壓力下具有高度吸收能力的吸水樹脂以便減小產品厚度及提高吸收尿液能力。

製備吸水性樹脂，通常都需經過形成凝膠聚合物、乾燥、粉碎、篩選的步驟，為了賦予吸水性樹脂更高的保水性及壓力下吸收倍數，通常仍藉由加入不同的表面交聯劑來改質吸水性樹脂。改質方式是以對吸水性樹脂的表面進行交聯，所用的交聯劑包含多元醇、多價縮水甘油醚、鹵代環氧化合物、多元醛、多胺類、多加金屬鹽類等。表面交聯劑在塗覆處理時，表面交聯劑之添加可為表面交聯劑直接添加，或調成表面交聯水溶液添加，或調成表面交聯親水性有機溶劑水溶液添加，此方法需要混合吸水性樹脂和包含表面交聯劑液狀物的步驟。

表面交聯處理被認為最重要的是，吸水性樹脂粒子的表面能被均勻地進行表面交聯。為此，表面交聯前的吸水性樹脂和含表面交聯劑液狀物的均勻混合技術變得很重要。吸水性樹脂在接觸水溶液時立刻吸收該液體，使固體及液體不易均勻混合並易於聚集，攪拌並混合固體-液體系統以便使固體顆粒懸浮，同時均勻分散液相使其包覆固體顆粒是混合吸水性樹脂和包含表面交聯劑液狀物的關鍵步驟。為獲得令人滿意的混合物，至今已公開有多種方法，例如用特定的材質作為混合機內壁面，在高速攪拌下添加水性交聯劑液體的混合方法(日本專利公開公報平9-235378，日本專利公開公報平11-349625)，將表面交聯劑以微細滴狀噴霧與吸水性樹脂粉末以並流狀態接觸的方法(日本專利公開公報平4-246403)，或者是使用高速攪拌型混合器，其混合器底部的內表面上帶有旋轉葉片，通過裝有多個葉片的轉軸的高速旋轉來實現連續混合二種或更多種粉末或一種液體合一種粉末(日本專利公開公報平4-214734)，以及為了使吸水性樹脂和表面交聯劑液狀物均勻混合並穩定的保持較長時間，使用裝有噴嘴的攪拌裝置混合吸水性樹脂和表面交聯劑液狀物(日本專利公開公報2002-201290)等。

為了提高吸水性樹脂的保持力、高壓力下吸收水倍率，必需對吸水性樹脂的表面進行改質，因此混合吸水性樹脂和含表面交聯劑液體的步驟確實是不可缺少的。吸水性樹脂在接觸表面交聯劑液體時便立刻吸收該液體，吸收液體後，樹脂粒子容易聚集，使得吸水性樹脂及表面交聯劑的混合難度增加，連帶地混合設備的連續運轉亦變得困難。

一般製造吸水性樹脂所需的含酸基單體除了丙烯酸外，尚可使用其它具有不飽合雙鍵的水溶性單體，如：甲基丙烯酸、馬林酸、富馬酸、2-丙烯胺-2-甲基丙烷磺酸等。單體之選用不特定限制只可使用一種，亦可合併多種單體一齊使用，亦可視情況需要添加具有不飽和雙鍵其他親水性的單體，如：丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸2-烴基乙酯、甲基丙烯酸2-烴基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯丙烯醯胺、氯化丙烯丙烯醯胺基三甲銨，但其添加量以不破壞高吸水性樹脂之物性為原則。

在進行自由基聚合反應前，單體水溶液濃度宜控制在重量百分比20wt%至55wt%間，適當濃度為30wt%至45wt%之間。濃度在重量百分比20wt%以下時，聚合後水合體太軟且有黏性不利機械加工，添加濃度在重量百分比55wt%以上，接近飽和濃度，不易調配且反應太快反應熱不易控制。

含酸基單體之羧基應部份中和以控制成品之PH值，使其呈中性或微酸性。中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀及氨。含酸基單體之羧酸基部份中和成鈉鹽或鉀鹽或銨鹽，中和濃度莫耳百分比為45mol%至85mol%，宜為50mol%至75mol%。中和濃度莫耳百分比為45mol%以下時成品之PH值會偏低，中和濃度莫耳百分比為85mol%以上時成品之PH值會偏高，成品PH值非呈中性或微酸性時，若不慎與人體接觸時均不太適合，也較不安全。

在進行自由基聚合反應前，單體水溶液中亦可添加水溶性高分子以降低成本，此等水溶性高分子如：部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、澱粉或澱粉衍生物如甲基纖維素，丙烯酸甲基纖維素，乙基纖維素等聚合物；此等水溶性高分子的分子量並無不特別限定，其中較佳的水溶性高分子為澱粉、部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇等，單獨或混合使用。高吸水性樹脂含此等添加水溶性高分子的適當重量百分比為0至20wt%，但以0至10wt%較佳，0至5wt%尤佳，添加超過20wt%時會影響物性，使物性變差。

在進行自由基聚合反應前可先添加自由基聚合反應交聯劑於未反應單體溶液中。此自由基聚合反應交聯劑可選自具有兩個或兩個以上不飽和雙鍵的化合物，如：N,N-雙(2-丙烯基)胺、N,N‘-次甲基雙丙烯醯胺、N,N‘-次甲基雙甲基丙烯醯胺、丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、甘油附加環氧乙烷之三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷附加環氧乙烷之三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、N,N,N-三(2-丙烯基)胺、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯三甘醇酯等，亦可選用具有兩個或兩個以上環氧基的化合物，如山梨醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、雙丙三醇聚縮水甘油醚等。在進行自由基反應後使高吸水性樹脂具有適當交聯度，而使高吸水性樹脂凝膠體具有適當的加工性。自由基聚合反應交聯劑可單獨使用或兩種以上混合使用。自由基聚合反應交聯劑適當的添加劑量在重量百分比0.001wt%至5wt%之間(以反應物總固形份為基準)，更適當的用量在重量百分比0.01wt%至3wt%之間，添加劑量在重量百分比0.001wt%以下，聚合後之水凝膠體太軟且有黏性不利機械加工，添加劑量在重量百分比5wt%以上吸水性太低，降低樹脂性能。

聚合反應由自由基聚合反應起始劑的分解產生自由基開始。自由基起始劑可選用熱分解型起始劑，適合的熱分解型起始劑有過氧化物，如：過氧化氫、二-第三丁基過氧化物、過氧化醯胺或過硫酸鹽(銨鹽、鹼金屬鹽)等，及偶氮化合物如：2.2’-偶氮基雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2.2’-偶氮基雙(N,N-二伸甲基異丁脒)二鹽酸鹽；亦可使用還原劑使其成為氧化還原型起始劑，如：酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、抗壞血酸或亞鐵鹽；或將氧化還原型起始劑和熱分解型起始劑合併使用，首先氧化還原起始劑先進行反應產生自由基，當自由基轉移至單體上即引發聚合反應的進行，由於聚合反應進行時會釋放出大量的熱量而使溫度升高，當溫度到達熱分解型起始劑的分解溫度時，又會引發第二段熱分解型起始劑的分解，而使整個聚合反應更臻於完全。一般自由基聚合反應起始劑的適當用量為重量百分比0.001wt%至10wt%(以中和丙烯酸鹽重量為基準)，更適當用量則在0.1wt%至5wt%之間，使用重量百分比在0.001wt%以下時，反應太慢不利經濟效益，使用重量百分比在10wt%以上時，反應太快反應熱不易控制。

聚合反應可於傳統批次反應容器中，或於輸送帶式反應器上進行反應，反應所得之高吸水性樹脂，先利用絞碎機切成直徑20mm以下小凝膠體，直徑10mm以下更佳，再進行烘乾。

烘乾溫度以溫度100℃至180℃進行烘乾為宜，烘乾溫度溫度100℃以下烘乾時間太久，不具經濟效益，烘乾溫度180℃以上烘乾使交聯劑提早進行交聯反應，使得後續的乾燥過程中，因交聯度過高而無法有效的去除殘存單體，達到降低殘存單體之效果。

乾燥後進行粉碎、篩選固定粒徑，再進行表面交聯劑塗覆處理。篩選固定粒徑以0.06mm至1.00mm間為宜，以0.10mm至0.850mm間較佳，粒徑0.06mm以下細粉使成品粉塵提高，粒徑1.00mm以上粒子使成品吸水速率變慢。

篩選固定粒徑後，再進行表面交聯劑塗覆處理，可作為表面交聯劑為多元醇如：丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1,4丁二醇、三烴基甲基丙烷、山梨醇等；或可使用多元胺如：乙二胺、二乙二胺、三乙二胺、聚乙二胺；或可使用具有兩個或兩個以上環氧基的化合物如：山梨醇聚縮水甘油醚、聚丙三醇聚縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二聚縮水甘油醚、雙丙三醇聚縮水甘油醚等；亦可使用碳酸亞羧酯如：乙二醇碳酸酯、4-甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4,5-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4-乙基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、1,3-二氧雜環己烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二氧雜環己烷-2-酮或1,3-二氧雜環庚烷-2-酮等。表面交聯劑的用法可單獨使用或兩種以上混合使用。表面交聯劑的適當添加劑量在重量百分比0.001wt%至10wt%之間(以反應物總固形份為基準)，更適當的用量在0.005wt%至5wt%之間。表面交聯劑添加劑量在重量百分比0.001wt%以下時無法顯出效果，表面交聯劑添加劑量在重量百分比10wt%以上時，吸水性太低，降低樹脂性能。

表面交聯劑塗覆處理時，表面交聯劑之添加可為表面交聯劑直接添加，或調成表面交聯劑水溶液添加，或調成表面交聯劑親水性有機溶劑水溶液添加。親水性有機溶劑如甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇、丙酮、甲醚、乙醚等沒有特殊限制，可形成溶液即可，其中以甲醇、乙醇較佳。表面交聯劑添加時吸水性樹脂中可添加惰性無機鹽粉末，以幫助溶液分散，惰性無機鹽粉末可為硫酸鋁、或二氧化矽，或氧化鋁，或氧化鎂等或其混合物。其中以硫酸鋁、二氧化矽較佳。惰性無機鹽粉末添加範圍在重量百分比0.005wt%至10.0wt%之間，其中以0.01wt%至4.0wt%較佳。

【擬解決之問題】

吸水性樹脂為不溶解之親水性聚合體，樹脂內部具有均勻性的架橋結構，一般為了改善品質如：提高吸收速率、提高膠體強度、提高抗結塊性、液體滲透性等，都會在樹脂的表面再作進一步架橋。此架橋一表面交聯處理，即利用具有能與酸基反應之多官能基交聯劑，在此之前已有許多專利被揭露；如：分散吸水性樹脂與交聯劑於有機溶劑中進行表面交聯處理(JP-A-56-131608、JP-A-57-44627、JP-A-58-42602、JP-A58-117222)，使用無機粉直接將交聯劑與交聯劑溶液混入吸水性樹脂處理(JP-A60-163956、JP-A-60-255814)，添加交聯劑後以蒸氣處理(JP-A-1-113406)，使用有機溶劑、水及多元醇進行表面處理(JP-A-63-270741、JP-A-64-50707、JP-A-1-292004)，使用有機溶液、水、醚化合物(JP-A-2-153903)等；這些表面處理的方法雖能提高吸收速率，提高壓力下吸水倍率，但將造成保持力下降過多的不良後果，降低實際應用之性能。

【解決問題之技術手段】

依據本發明，本發明的目的在於提供一種粉狀、不溶於水，可吸收水或尿液及血液，具有高保持力，且在較高的壓力下具有較高吸收倍率的高性能吸水性樹脂及吸水性樹脂的製造方法。此吸水性樹脂之製造方法包括：

a)添加高親水性具有兩個或兩個以上不飽和雙鍵或環氧基的化合物與中和率50(莫耳%)以上含酸基之不飽和雙鍵單體水溶液進行自由基聚合反應生成吸水性樹脂凝膠體，單體水溶液含0~5重量%水溶性高分子；

b)以溫度100℃至180℃熱風乾燥、粉碎、篩選凝膠體；

c)添加表面交聯劑於混合機內部為彈性基材所形成的混合室，包含一轉動軸加上至少二組或二組以上的攪拌葉片進行表面交聯劑塗覆處理；

d)並以溫度90℃至230℃下加熱進行表面處理。

吸水性樹脂粉末與表面交聯劑之混合機設備，可以旋轉攪拌或氣流裝置或兩者合併使用。為達到較佳的混合效果前述混合機包含圓筒型混合機、雙層壁圓錐形混合機、V型混合機、氣流形混合機、粉碎型混拌機、旋轉式混合機等。吸水性樹脂粉末與表面交聯劑之混合是藉著混合室之設備使用而進行，混合機設備最好不低於100℃之熱畸變點之基材所形成之內外表面，加上由於吸水性樹脂粉末與交聯劑之混合容易造成因吸水性樹脂粉末特性而形成的粉體架橋或附著於混合室器壁上現象，故混合室之基材可使用天然橡膠、或聚氟丁二烯、聚甲醛、聚亞醯胺、聚異丁烯、聚異丁烯、聚異戊二烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯等合成橡膠。於混合機設備外部可加上一組或一組以上的震動器、打擊器或滾輪，對混合室外部進行震動或滾動，對架橋或附著於混合室內部的吸水性樹脂粉末達成架橋破壞的目的。

用之於本發明的混合機之混和室內部具有轉動葉片之形式，例如Henschel混合器(Mitsui Miike機械公司製造)，new Speed混合機(Okada Seiko株式會社製造)、Vertical continue flow mixer agglomerator(Hoso Kawa公司製造)，於容器內部具有可提供多數槳之高速轉動而(連續地)混合二種或二種以上粉末及一種以上粉末與一種以上液體之型式，詳細情況如圖一。

混合時，以攪拌葉片的轉動帶動吸水性樹脂及表面交聯劑懸浮並流體化，混合室內部包含一轉動軸加上至少二組或二組以上的攪拌葉片，二組攪拌葉片非平行設置，其x平面投影夾一銳角δ且15°≦δ≦75°，攪拌葉片3之平面法向量與平行轉動軸2之鉛直向量形成夾角θ且，10°≦θ≦65°，使流體化之混合物產生渦流，進而達到最佳的混合效果。根據本發明，攪拌葉片之轉動速度為不高於10000rpm，100-5000rpm為宜，300-3500rpm為最佳；如果攪拌葉片的轉動速度低於100rpm，將使吸水性樹脂粉末黏聚而無法均勻分散；轉動速度若高於10000rpm，吸水性樹脂粉末與表面改質劑接觸的時間縮短，表面交聯劑無法完全塗覆於吸水樹脂表面，進而降低表面處理後吸水性樹脂的表現。攪拌葉片之高速旋轉使混合物流體化，攪拌葉片3之平面法向量與平行轉動軸2之鉛直向量形成之夾角θ使流體化之混合物產生渦流。根據本發明，2.30≦ln(Δθ)≦4.17時可使流體化之混合物產生渦流，Δθ=(90-θ)，當2.71≦ln(Δθ)≦4.09混合效果提升，2.99≦ln(Δθ)≦3.82可使吸水樹脂及改質劑達到最佳的混合狀態。ln(Δθ)<2.30時，吸水性樹脂粉末與表面改質劑接觸機率降低而無法完全附著，部份吸水性樹脂粒子吸收液體而溶脹聚集，粗粒徑吸水性樹脂粒子的增加會降低改質後吸水樹脂的性能，包含保持力及壓力下吸收倍數等特性。

根據本發明，攪拌葉片的轉動可帶動吸水性樹脂及表面交聯劑懸浮並流體化，攪拌葉片與平面法向量形成之夾角使流體化混合物產生渦流。混合時，混合室內部包含一轉動軸及攪拌葉片，若僅使用一組攪拌葉片，轉動軸負載過大，混合效果降低，使用二組或二組以上的攪拌葉片可大幅提昇其混合效率。二組攪拌葉片非平行設置，其x平面投影夾一銳角δ，且15°≦δ≦75°。根據本發明，當δ<15°，單位體積內渦流產生範圍減小，吸水性樹脂粉末於混合室內之滯留時間縮短，同時降低了吸水性樹脂粉末與表面改質劑的接觸機率，連帶影響改質後吸水樹脂的性能；當δ>75°，單位體積內渦流交錯機率降低，同樣會降低吸水性樹脂粉末與表面改質劑的接觸機率，而形成較差的混合效果。

進行表面交聯劑塗覆處理後，以溫度90℃至230℃下加熱進行表面處理，並使內部交聯劑進行交聯反應而達到本發明之效果°處理溫度90℃以下交聯反應時間太久，不具經濟效益，處理溫度230℃以上樹脂易劣化影響品質，處理時間以2分鐘至150分鐘為宜，依處理溫度調整，溫度高時間短，溫度低時間長。

經由本發明所製得之高吸水性樹脂能有效地使吸水性樹脂粉末及表面交聯劑液體的混合物保持在懸浮及流體化狀態，達到良好混合效果。

本發明所製得之高吸水性樹脂具有極佳的保水力及壓力下吸收倍數等特性，證明可應用於多種領域適用於農、森林業的土壤保水劑，衛生用品如尿布、成人失禁用品及婦女衛生用品的吸水劑及保存食物用的保鮮應用等。

為顯示本發明之高吸水性樹脂在壓力下的吸水倍率，本發明利用受壓吸收量(壓力負荷：20g/cm² 及49g/cm² )來測定，受壓吸收量係根據歐洲專利0339461 A號說明書第七頁中所描述的方法測定；將初始重量的高吸水性樹脂放在依據有篩網底部的圓柱體中，對粉體加以20g/cm² 及49g/cm² 的壓力，接著將此圓柱體置於吸收性需求測試器上，讓此高吸水性樹脂吸收0.9%的氯化鈉水溶液一小時，再將測吸水重量將所得數值除以高吸水性樹脂的重量，即得受壓吸收重數值。

本發明之保持力係利用茶袋試驗法測定，並以五次量測結果取平均值；將0.2g的高吸水性樹脂裝在茶袋裡，並浸泡於0.9%的氯化鈉水溶液20分鐘，然後將此浸泡後的茶袋置於離心機中離心(直徑23cm、轉速1400rpm)三分鐘後秤重。所得之數值先減去未充填高吸水性樹脂的空白組茶袋重(以相同步驟操作)再除以聚合物重即得保持力數值。

本發明之粒俓分佈係取高吸水性樹脂倒入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動，利用Octagon公司所製Test Sieve Shaker 200型震動器，將震動係數調整為5，震動30分鐘後，秤量各層篩網中高吸水性樹脂的重量，所得數值再除以原始倒入的高吸性樹脂重量，即得粒俓分佈。

為顯示本發明，以下詳細地列出參考工作實例以說明本發明，但本發明範圍不受這些實例所限制。

實例一：

1)稱取48%氫氧化鈉水溶液29.3g，緩緩加入裝有45.7g的水及33g丙烯酸的250c.c圓錐瓶中進行中和，滴加時間為2小時，並保持中和反應系統瓶內的溫度在20℃至40℃範園內；此時得單體濃度42wt%水溶液，其中70mol%(莫耳比)丙烯酸部份中和為丙烯酸鈉。

2)加入0.035g的三丙烯酸聚氧乙烯甘油酯於部分中和的丙烯酸溶液，並維持溫度於20℃左右。

3)加入0.014g L-抗壞血酸，1.33g亞硫酸氫鈉及1.12g之雙氧水以起始反應，反應時間為25分鐘。

4)反應後將此高吸水性樹脂利用切式粉碎機切成2mm直徑以下的凝膠體。

5)以130℃溫度乾燥2小時；利用篩網篩選0.1mm~0.85mm固定粒徑，得粉狀高吸水性樹脂。

6)秤取此高吸水性樹脂10g，加入硫酸鋁粉末0.1g，將混合後粉末倒入混合機進行混合，待混合均勻後再加入乙二醇碳酸酯/水=1/1(重量比)溶液0.4g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為1000rpm，ln(Δθ)=3.91，δ=45°，再以215℃溫度加熱處理10分鐘。

7)冷卻後，即得高性能高吸水性樹脂，將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動，利用Octagon公司所製Test Sieve Shaker 200型震動器，將震動係數調整為5，震動時間30分，篩選後得到的粒徑為：＞850μm佔0.7%，＞600μm佔16.4%，＞300μm佔37.6%，＞250μm佔30.6%，＞180μm佔11.3%，＞150μm佔2.2%，＜150μm佔1.2%，保持力31.8g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率33.1g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率23.2g/g。

實例二：

重覆實例一，但步驟6)改為加入乙二醇碳酸酯/水/甲醇=1/1/1(重量比)溶液0.6g，其餘同實例一，可得高吸水性樹脂，測定保持力為29.26g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率31.43g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率24.33g/g，取此高吸水性樹脂倒入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動過篩後得到的粒徑為：＞850μm佔1.2%，＞600μm佔32.5%，＞300μm佔43.5%，＞250μm佔15.4%，＞180μm佔6.4%，＞150μm佔0.8%，＜150μm佔0.2%，保持力31.6g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率32.1g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率23.1g/g。

實例三：

重覆實例一，但步驟6)改為加入乙二醇碳酸酯/水/山梨醇聚縮水甘油醚=1/1/0.5(重量比)溶液0.45g，其餘同實例一，得高吸水性樹脂，測定保持力為31.48g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率30.47g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率22.18g/g，取此高吸水性樹脂倒入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動過篩後得到的粒徑為：＞850μm佔1.5%，＞600μm佔23.3%，＞300μm佔35.4%，＞250μm佔15.6%，＞180μm佔19.1%，＞150μm佔4.2%，＜150μm佔0.6%，保持力30.72g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率30.14g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率21.3g/g。

實例四：

1)取台灣塑膠公司所生產之BC283半成品，秤取此高吸水性樹脂1kg，加入硫酸鋁粉末10.0g，將混合後粉末倒入混合機進行混合，待混合均勻後再加入山梨醇/水=1/1(重量比)溶液40.0g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為2000rpm，ln(Δθ)=3.73，δ=45°，再以215℃溫度加熱處理20分鐘。

2)冷卻後，即得高性能高吸水性樹脂，將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動，利用Octagon公司所製Test Sieve Shaker 200型震動器，將震動係數調整為5，震動時間30分，篩後得到的粒徑為：＞850μm佔0.9%，＞600μm佔41.4%，＞300μm佔30.3%，＞250μm佔12.0%，＞180μm佔8.7%，＞150μm佔5.6%，＜150μm佔1.1%，保持力29.1g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率32.7g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率30.2g/g。

實例五：

1)取台灣塑膠公司所生產之BC283半成品，秤取此高吸水性樹脂10kg，加入硫酸鋁粉末3.0g，混合機轉動軸之轉速為2000rpm，ln(Δθ)=3.73，δ=15°將混合後粉末倒入混合機進行混合，待混合均勻後再加入聚乙二醇二縮水甘油醚/水=1/1(重量比)溶液100.0g，同樣以混合機進行固液混合，再以215℃溫度加熱處理20分鐘。

2)冷卻後，即得高性能高吸水性樹脂，將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動，利用Octagon公司所製Test Sieve Shaker 200型震動器，將震動係數調整為5，震動時間30分，篩後得到的粒徑為：＞850μm佔1.6%，＞600μm佔21.1%，＞300μm佔35.7%，＞250μm佔33.6%，＞180μm佔6.5%，＞150μm佔1.4%，＜150μm佔0.1%，保持力33.5g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率32.7g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率24.2g/g。

實例六：

1)取台灣塑膠公司所生產之BC283成品，秤取此高吸水性樹脂5kg，加入碳酸鈣粉末3.0g，將混合後粉末倒入混合機進行混合，待混合均勻後再加入聚氧乙烯單硬酯酸山梨糖醇/水=1/4(重量比)溶液15.0g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為500rpm，ln(Δθ)=1.79，δ=45°。

2)取此高吸水性樹脂100g倒入850μm的篩網中震動10分鐘，殘留於850μm篩網上為5.4g(高過10.0g表示混合後分散性略差)，測定保持力為27.45g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率27.21g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率17.66g/g。

實例七：

1)重複實例六，但步驟一混合機轉動軸之轉速為500rpm，ln(Δθ)=1.79，δ=5°。

2)取此高吸水性樹脂100g倒入850μm的篩網中震動10分鐘，殘留於850μm篩網上為7.8g(高過10.0g表示混合後分散性略差)，測定保持力為36.23g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率20.21g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率15.66g/g，。

比較例一：

重覆實例一，但步驟6)改為取此高吸水性樹脂10g，加入硫酸鋁粉末0.1g，將混合後粉末以混合機進行混合，待混合均勻後再加入乙二醇碳酸酯/水=1/1(重量比)溶液0.4g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為90rpm，ln(Δθ)=0.41，δ=45°，以215℃溫度加熱處理10分鐘，得高吸水性樹脂，冷卻後，將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動過篩後得到的粒徑為：＞850μm佔16.4%，＞600μm佔37.2%，＞300μm佔43.3%，＞250μm佔5.1%，＞180μm佔3.7%，＞150μm佔1.2%，＜150μm佔1.1%，保持力33.41g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率24.4g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率16.8g/g。

比較例二：

重覆實例一，但步驟6)改為取此高吸水性樹脂10g，加入硫酸鋁粉末0.1g，將混合後粉末以混合機進行混合，待混合均勻後再加入乙二醇碳酸酯/水/甲醇=1/1/1(重量比)溶液0.6g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為90rpm，ln(Δθ)=2.30，δ=45°，以215℃溫度加熱處理10分鐘，得高吸水性樹脂，將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動過篩後得到的粒徑為：＞850μm佔17.2%，＞600μm佔34.5%，＞300μm佔33.1%，＞250μm佔6.8%，＞180μm佔4.6%，＞150μm佔1.6%，＜150μm佔2.2%，保持力32.76g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率23.41g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率13.5g/g。

比較例三：

1)取台灣塑膠公司之台麗朗事業部所生產之BC283成品3kg，加入碳酸鈣粉末3.0g，將混合後粉末以混合機進行混合，待混合均勻後再加入山梨醇/水=1/4(重量比)溶液15.0g，同樣以混合機進行固液混合，混合機轉動軸之轉速為500rpm，ln(Δθ)=2.30，δ=5°。以215℃溫度加熱處理10分鐘，得高吸水性樹脂。將此高吸水性樹脂置入由850μm、600μm、300μm、250μm、180μm、150μm的組合篩網中震動過篩後得到的粒徑為：＞850μm佔17.2%(高過10.0%表示混合後分散性略差)，＞600μm佔34.5%，＞300μm佔33.1%，＞250μm佔6.8%，＞180μm佔4.6%，＞150μm佔1.6%，＜150μm佔2.2%，保持力32.49g/g，20g/cm² 壓力下吸水倍率26.6g/g，49g/cm² 壓力下吸水倍率17.6g/g。

2．．．平行轉動軸

3．．．攪拌葉片

θ．．．夾角

．．．鉛直向量

．．．平面法向量

第1圖：本發明之混合機旋轉軸與葉片夾一δ銳角示意圖。

2．．．平行轉動軸

3．．．攪拌葉片

θ．．．夾角

．．．鉛直向量

．．．平面法向量

Claims (3)

1. 一種高吸水性樹脂製造方法，該方法包括：a)添加高親水性具有兩個或兩個以上不飽和雙鍵或環氧基的化合物與中和率50(莫耳%)以上含酸基之不飽和雙鍵單體水溶液進行自由基聚合反應生成吸水性樹脂凝膠體，單體水溶液含0~5重量%水溶性高分子；b)以溫度100℃至180℃熱風乾燥、粉碎、篩選凝膠體；c)添加表面交聯劑於混合機內部為彈性基材所形成的混合室，混合室內部包含一轉動軸，加上至少具二組或二組以上的攪拌葉片進行表面交聯劑塗覆處理；d)並以溫度90℃至230℃下加熱進行表面處理；其混合機攪拌葉片平面具有一垂直葉片平面之法向量與平行轉動軸之鉛直向量形成一夾角；混合機攪拌葉片平面之夾角θ符合下列公式2.30≦ln(△θ)≦4.17，△θ=90-θ；其混合機攪拌葉片組之x平面投影夾一銳角δ，且為15°≦δ≦75°。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高吸水性樹脂製造方法，其混合機攪拌葉片之轉動速度為不高於10000rpm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高吸水性樹脂製造方法，其特徵在於1粒徑850μm以上的粒子比例為不高於10重量%。