[发明专利]一种高吸水性树脂的制造方法

说明书

技术领域

本发明是提供一种简便的制造方式即使用至少一个旋转臂的反应器上进行聚合反应生成一高吸水性树脂水凝胶体，其物理性质好且具有低可溶出成份的特性的高吸水性树脂制造方法。

背景技术

高吸水性树脂广泛地运用于农业或园艺方面的水保持剂、建筑材料中的抗露珠凝结剂以及移除石油中水份的材料，或是电缆线中的外层防水包覆剂以及卫生用品如尿布、妇女卫生用品、抛弃式的擦巾等。

由于高吸水性树脂与人体直接接触，所以高吸水性树脂的安全性变得十分重要。一般而言，高吸水性树脂所须具备的物理性质包括吸收速率、吸收力、压力下吸收倍率、以及吸收后的凝胶力。优良的高吸水性树脂不仅要满足上述的物理性质，更重要的是必须具备良好的安全性。

已知的高吸水性树脂的成分材料有遇水分解型的淀粉-丙烯腈(hydrolyzed starchacrylonitrile)接枝聚合物(日本专利公报昭49(1974)-43,395)，中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物(日本专利公开公报昭51(1976)-125,468)，皂化乙烯醋酸-丙烯酯共聚物(日本专利公开公报昭52(1977)-14,689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯醯胺共聚物(日本专利公报昭53(1978)-15,959)，及部份中和聚丙烯酸(日本专利公开公告昭55(1980)-84,304)等。其中淀粉-丙烯腈接枝聚合物的原料中，因为含有天然的高分子-淀粉，会引起腐烂性的分解，所以无法长时间的保存；再者，其制造方法十分复杂，所以现今高吸水性树脂的制备方式以使用丙烯酸及丙烯酸盐进行交联聚合所得的高吸水性树脂占最大部份也最为经济，其原因为丙烯酸盐共聚物的原料-丙烯酸可迅速由商场上购得，且制得的高吸水性树脂具有高的吸水能力，及具有制造成本低廉且最具经济效益以及不会引起腐烂性的分解，故成为最普遍化的高吸水性树脂。

聚合丙烯酸及丙烯酸盐形成高吸水性树脂的方法可由数种已知的方法制得，如水溶液聚合反应、逆相悬浮液聚合反应、乳化聚合反应或将单体喷洒或涂覆于纤维基质上进行聚合反应等方法。在这些方法中，逆相悬浮液聚合反应以及乳化聚合反应必须使用有机溶剂，但在制程中若无法有效的控制聚合反应时的温度，其有机溶剂将造成反应系统温度以及压力的增加，会产生起火现象甚至引发爆炸，进而威胁到操作现场人员的安全以及造成环境污染问题，其成品也有有机溶剂残留的疑虑。再者，使用逆相悬浮液聚合反应所制造出的高吸水性树脂，其形状呈现圆球型，且粒径不大，使用于纸尿布时，无法有效的固定于纸浆或其它纤维状的吸收体上，使用上十分不便。拟解决的问题

利用水溶液聚合反应制造高吸水性树脂，就没有上述的问题产生(美国专利4,625,001号)，水溶液聚合方式是将制造的高吸水性树脂所需的水溶性不饱和单体与聚合引发剂，在具有旋转搅拌器的容器中进行聚合反应时，一方面经由搅拌器的旋转臂所产生的剪切力，将聚合反应后所生成的水凝胶体，形成较小的颗粒，如此，不但提高了生产效率，也可以获得可溶出成份少的高吸水性树脂。可溶出成份，在吸水性树脂与被吸收液体接触后，所形成的水凝胶体中析出，当可溶出成份越多时，会大符降低吸水性树脂的吸收倍率以及液体的通液性能；但是，却有高残存未反应单体、低保持力，较高的压力下的吸收倍率特性偏低的问题；而利用后段中和方式(美国专利4,654,039号)将特定中和比率的水溶性不饱和单体进行聚合反应，制造出的高吸水性树脂有低可溶出成份及高吸收倍率的优点，然而，残存未反应单体多，而且由于利用后段中和方式进行生产，操作性不佳；日本专利公开昭和56-91,837与日本专利公开平成4-175,319号，提供了一种利用将水溶性不饱和单体静置并控制聚合反应温度的制造方式，制备出具有较低的残存未反应单体及低可溶出成份及高吸收倍率的吸水性树脂。但问题是，以静置的方式进行聚合反应，在大规模生产时，为了将反应温度控制在一定范围内，不但会大幅降低生产效率，而且控温设备也相当巨大。为了克服此一缺点，利用具有旋转臂的反应容器，于静置状态下进行除热聚合(中国专利1,171,411A号)，但是必须将反应温度及旋转臂转速控制在一定范围内，如此，会大幅降低生产效率。

发明内容

有鉴于上述，本发明的目的在于，提供一种高吸水性树脂的制造方法，不仅可以减少剪切造粒工序，提高生产效率，降低生产及设备建置成本，更可以制造出具有低可溶出成份及高吸收倍率的的高吸水性树脂。