[发明专利]一种高吸水性树脂的制造方法

说明书

技术领域

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。

在上述的情况下，高吸水性树脂会直接与人体接触，因此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。

背景技术

已知的高吸水性树脂的成分材料有淀粉-丙烯腈(hydrolyzedstarchacrylonitrile)接枝聚合物(日本专利公开公报昭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酰胺共聚物(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。现今高吸水性树脂的制备方式以使用丙烯酸及内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具经济效益，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，制造成本低廉，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到有机溶剂，但是若无法有效的控制聚合反应时的温度，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。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，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。

随着全球原物料的高涨，纸浆价格上涨速度过快，吸水性树脂取代纸浆的趋势也越来越明显，但因吸水性树脂价格也随石油价格上涨。为减少吸水性树脂的使用量，对吸水性树脂性能要求也越益严苛，使用在女性卫生用品上的吸水性树脂，其要求与婴儿卫生用品略有不同，吸水性树脂在女性卫生用品的使用量较少，一般要求是吸收速度快、吸收量高。为了使吸水性树脂符合上述的要求，业界熟知的方式是由提高中和度来增加吸水能力，另一种方式是加入共聚物来提高吸水能力，如：使用丙烯酸及丙烯酰胺的共聚物，并控制聚合时的反应温度控制在50-110℃的范围(美国专利5496890号)，或将反应温度控制在50-80℃的范围(中国专利200410101887.X号)，可以制备出具有高吸收效率的吸水性树脂，但残留丙烯酰胺会导致使用时对人体产生危害的问题。由接枝聚合反应来提高吸水性树脂的吸水能力，如：加入魔芋粉(中国专利公开号CNl410463A)、淀粉与纤维素(中国专利200410050060.0号)制造出的高吸水性树脂有高吸收倍率与高吸收速度的优点。然而此接枝型吸水性树脂吸水后的凝胶强度较低，容易造成溶解损失而影响保水能力。此外，淀粉链也易受微生物破坏而失去保水能力并降低使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高吸水性树脂的制造方法，使用一架桥剂(交联剂)即可以制造出具有高吸收倍率的高吸水性树脂。