[发明专利]高吸水性树脂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种高吸水性树脂及其制造方法。尤其是一种具有高吸收倍率及残存单体含量少的吸水性树脂及其制造方法。

背景技术

高吸水性树脂具有强大的保水力，可吸收百倍甚至于千倍于本身重量的水，且吸水后可膨润具有保持不流动的状态，即使施加压力也不会渗漏，且被吸收的水可缓缓地在大气中释出。由于具有上述特性，所以最早使用于农森林业的土壤保水剂，近年因高吸水性树脂的生产技术有相当大的进步，所以也广泛地运用于卫生用品如尿布、成人失禁用品及妇女卫生用品的吸水剂及保存食物用的保鲜应用等。

在本领域已知的具高吸水性树脂成分的材料有遇水分解型的淀粉-丙烯腈(hydrolyzed starchacrylonitrile)接枝聚合物(日本特许公报昭49(1974)-43，395)，中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物(日本公开特许公报昭51(1976)-125，468)，皂化乙烯醋酸-丙烯酯共聚物(日本公开特许公报昭52(1977)-14，689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物(日本特许公报昭53(1978)-15，959)，及部份中和聚丙烯酸(日本公开特许公报昭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很高的吸水能力，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已被多方面的开发成功，且有多种已应用于工业界生产，其聚合方法有铸膜聚合反应(日本专利公开公报昭48(1973)-42，466)，于输送带上进行聚合反应(日本专利公开公报昭58(1983)-49，714)，粉碎搅拌刀片的捏拌基中进行聚合反应(日本专利公开公报昭57(1982)-34，101)，进行逆向悬浮液聚合反应(日本专利公报昭59(1984)-37，003)，或将单体喷洒或涂覆于纤维基质上进行聚合反应(日本专利公开公报昭62(1987)-53，309)。

聚丙烯酸系的高吸水性树脂使用于卫生用品或食品保鲜时，有可能直接和人体及食物接触，较低的残存单体将可提升使用上的安全性，因此近年来要求降低残存单体残留量已成为一种趋势。

为减少高吸水性树脂的单体残留量，已有许多的制造方法被报导，如：添加氨及胺类(日本专利公报昭33(1958)-2，646与日本专利公开公报昭50(1975)-40，689)，及添加亚硫酸盐和亚硫酸氢盐(美国专利2,960,486号和4,306,955号)以降低单体残留量，另有使用低温分解型及高温分解型引发剂(日本专利公开公报昭50(1975)-44，280，日本专利公开公报昭53(1978)-141，388)及合并使用氧化还原引发剂(日本专利公开公报昭50(1975)-96，689及美国专利3,573,263号)，使残留在高吸水性树脂表面的单体再次聚合，而达到单体残流量的降低，亦有使用微生物分解法分解残留单体(日本专利公报昭60(1985)-29，523)，利用蒸汽预热方式再进行烘干(日本专利公开公报昭62(1987)-104，764)而达到单体残流量减少的目的及添加具有苯胺结构的化合物，并使用蒸馏的方式，将丙烯酸中呋喃醛化合物移除(美国专利5,571,386号及5,759,358号)，进而使单体残流量降低以及提高高吸水性树脂的胶体强度。

添加氨，胺类，亚硫酸盐，对减低残存单体含量相当有效，但会造成吸水力降低，若添加量不足对降低残存单体的效果很有限；此外，使用氨、胺类、亚硫酸盐亦会溶在水溶液中，将会和人体接触造成人体的伤害，及环境的污染。而使用引发剂的方法，只能降低在胶体表面的残存单体，但胶体内部的残存单体则毫无效果，而且将耗费高的成本；依赖微生物分解单体的方法将因成本过高且耗时太久而不利于工艺上的应用；利用蒸汽先预热再烘干的方法，则有工艺繁琐，控制困难及现场机器设备损害折旧率高的缺点；使用蒸馏的方式，虽然可以降低丙烯酸中呋喃醛的浓度，但是，有挥发性有机物溢散至空气中以及苯胺化合物残留的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高吸收倍率及低残存未反应单体特性的高性能高吸水性树脂。

为实现上述目的，本发明提供的含低残存单体量的高吸水性树脂的制造方法，该方法至少包括：