[发明专利]吸水性丙烯酸酯泡沫材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于吸水材料领域，具体涉及一种吸水性丙烯酸酯泡沫材料及其制备方法和应用。

背景技术

现在的卫生用品，里面的吸水材料主要是具有颗粒状的合成树脂，吸水、吸尿或吸血以后会形成凝胶，容易成团，导致较难固定在一个位置，实际使用过程中令人很不舒服。因此开发块状的柔软吸水材料有着重要的意义。

通常的血液是由血细胞、血浆等组成的。血细胞的直径为8μm左右，而丙烯酸分子的直径远小于血细胞的直径。因此血细胞不易被凝胶状的高吸水性树脂所吸收，只能停留在高吸水性树脂的表面，吸收的只是血液中的血浆等成分。所以开发多孔型聚合物，以扩大比表面积，提高渗透性，加快液体的吸收速度与吸收率等方面具有重要的技术经济效益和社会效益。

现有技术中的相关报道表明在制备丙烯酸酯泡沫材料时，考虑到过硫酸盐价廉无毒、应用广泛等特点，多采用过硫酸盐作为引发剂；但是反应体系中的部分单体和交联剂的反应活性过高，在过硫酸盐的引发下，反应速度过快而造成反应产率不高，选择性不好，对生产的稳定性产生一定的影响。因此，控制反应体系的固化速度对生产尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种吸水性丙烯酸酯泡沫材料的制备方法；本发明通过引入延迟引发剂来降低生产过程中的固化速度，实现生产过程的可控进而有助于延长混合设备的使用寿命。

本发明的另一个目的是提供由本发明制备方法制备得到的吸水性丙烯酸酯泡沫材料。

本发明的另一个目的是提供所述吸水性丙烯酸酯泡沫材料在卫生用品中的应用。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

吸水性丙烯酸酯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：

S1. 配制油相体系：按重量百分数计称取25%～95%单官能丙烯酸酯类单体、2%～60%交联剂、1%～15%乳化剂搅拌混匀；

S2. 配制水相体系：配制质量分数为0.01～3%的电解质水溶液；

S3. 在60～80℃下将水相体系分2～4次加入油相体系中，搅拌均匀，最终水相与油相的体积比为10～100：1；

S4. 向步骤S3的混合体系中加入水溶性引发剂进行乳液聚合反应；

S5. 将步骤S4所得聚合产物置于80～100℃下恒温固化、洗涤、脱水干燥即得产品；

    其中，所述延迟引发剂为四甲基哌啶氧化物；

所述单官能丙烯酸酯类单体为单官能丙烯酸烷基酯和单官能甲基丙烯酸烷基酯中的混合物；其中，所述单官能丙烯酸烷基酯和单官能甲基丙烯酸烷基酯的质量比为7：1～11：1；

所述交联剂为多官能丙烯酸烷基酯或多官能甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种。

本发明采用延迟引发剂替代常规的引发剂，尤其是替代现有技术中的过硫酸盐引发剂，所述延迟引发剂具有捕获自由基和猝灭单线态氧的功能；本发明可延长固化时间，使生产过程可控，保持生产稳定性的同时提高产率。

四甲基哌啶氧化物（TEMPO）是一种哌啶类的氮氧自由基，具有捕获自由基和猝灭单线态氧的功能，且是一种非常有效的氧化催化剂，能将伯醇氧化为醛、仲醇氧化为酮；具有产率高、选择性好、稳定性良好、可循环使用等优点，将其应用在反应体系中，可延长固化时间，使生产过程可控，从而提高产率。

优选地，本发明使用的延迟引发剂的用量为单体重量的0.1%～10%。当延迟引发剂的用量在此范围内时。反应固化所需的时间为0.5小时～3小时，这样的反应固化速度比较适合生产过程，所制备的吸水材料各项性能比较好。

进一步优选地，所述延迟引发剂的用量为5%。

本发明人在实验中发现，改变单官能丙烯酸烷基酯和单官能甲基丙烯酸烷基酯的质量比可显著改善丙烯酸酯泡沫材料的吸水性和泡沫材料的泡孔尺寸，进一步提高丙烯酸酯泡沫材料的吸收率并拓宽其应用领域。

优选地，所述单官能丙烯酸烷基酯和单官能甲基丙烯酸烷基酯的质量比为9：1。

本发明人在实验中还发现，对于本申请所述的配方中，电解质水溶液中溶质的质量分数在低于现有技术常用的浓度下，依然能够使泡孔尺寸更加均匀、一致；并且即使电解质的浓度低至0.01%，与不添加电解质相比，依然具有显著的改善吸水性能的效果，并且材料的柔韧性更好，不易裂开。

因此，优选地，所述电解质水溶液的质量分数为0.01%～1%。

进一步优选地，所述电解质水溶液的质量分数为0.02%～0.1%。