[发明专利]含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂及其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂及其制备方法。这种可聚合表面活性剂不仅含有亲水和亲油基团，而且还包括可以聚合的碳碳双键，因此它不仅能在丙烯酸聚合前降低溶液界面张力，稳定气泡，有利于制得多孔结构的水凝胶；而且能在反应开始后参与聚合，镶嵌在水凝胶网络结构表面，改善吸水树脂表面的亲水性，从而提高产品的吸液速率。另外，与常规表面活性剂相比，可聚合表面活性剂不会以游离态形式残留在树脂产品中，更加安全、卫生、环保。添加量为相比于丙烯酸质量计的0.01‑3wt％，所得丙烯酸吸水树脂产品吸生理盐水速率不低于40s，可聚合表面活性剂残留量不高于300ppm。

技术领域

本发明涉及化工高分子材料领域，更具体地说，本发明涉及一种含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂及其制备方法。

背景技术

吸水树脂由于具有能吸收自身重量上百倍甚至千倍纯水的特性，而被广泛以吸水材料的形式应用于婴儿尿片、卫生巾、成人纸尿裤等卫生行业、农林保水剂行业及油田堵水等工业生产中。丙烯酸吸水树脂由于具有交联网络结构，所以有很强的保水性能和加压吸液性能，这使其成为目前吸水材料市场上的主流，80％以上的吸水树脂是经丙烯酸聚合而成。丙烯酸聚合方法分为水溶液聚合法和反相悬浮聚合法，其中水溶液聚合法是生产丙烯酸吸水树脂的主流工艺。无论采取何种聚合工艺，为了满足吸水的特性要求，丙烯酸吸水树脂必须具有多孔结构。因此在聚合过程中，体系往往含有大量的微小气泡；而为了降低界面张力，防止气泡聚并破裂消失，体系的配方中都包括表面活性剂。现在用于生产丙烯酸吸水树脂的表面活性剂主要是常规表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、司盘、吐温等。

可聚合表面活性剂是带有不饱和基团的具有聚合活性的一类表面活性剂，它不仅包括亲水和亲油基团，如常规表面活性剂一样具有表面活性；而且还含有可聚合的不饱和基团。因此，可聚合表面活性剂在聚合反应前起着表面活性剂的作用，降低体系界面张力，稳定反应液体系；在聚合反应开始后参与聚合反应，最终以化学键的形式分布于聚合物粒子表面。根据可参与聚合反应的不饱和基团类型划分，能将可聚合表面活性剂划分为烯丙基型、烯丙氧型、丙烯酸或甲基丙烯酸型、马来酸型、丙烯酸胺型和苯乙烯型。从1958年Freedman等首次报道可聚合表面活性剂的合成及应用至今，可聚合表面活性剂主要应用于乳液聚合或微乳液聚合中，用以防止表面活性剂从乳胶粒子上解吸或在乳胶膜中迁移，从而提高乳液的稳定性。

丙烯酸吸水树脂主要应用于卫生行业中，虽然其中微量游离态的表面活性剂不会对人体造成危害；但是当卫生制品废弃进入环境后，其中含有的游离态表面活性剂会释放到水体中，产生丰富泡沫，降低水中溶氧量，危害水生生物，污染水环境。因此，国家已对水环境中的直链烷基苯磺酸盐(LAS)含量作了严格规定，工业生产污水中ρ(LAS)≦5mg/L，天然水体中ρ(LAS)≦0.3mg/L。

发明内容

本发明提供一种含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂及其制备方法。

本发明所提供的一种技术方案如下：

一种含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂，其中，制备它的原料包含至少一种可聚合表面活性剂，此种可聚合表面活性剂分子除了包括亲水基团和亲油基团外，还至少包括一个可以聚合的碳碳双键结构，其添加量为相比于丙烯酸质量计的0.01-3wt％。

制备上述含有可聚合表面活性剂的丙烯酸吸水树脂的方法包括水溶液聚合法或反相悬浮聚合法，其中，所述制备原料中至少包括一种可聚合表面活性剂，所述可聚合表面活性剂分子除了包括亲水基团和亲油基团外，还至少包括一个可以聚合的碳碳双键结构，其添加量为相比于丙烯酸质量计的0.01-3wt％。

本发明的具体实施方案中，所述亲水基团包括酰胺基、磺酸基、羟基、羧基、酯基、乙氧基、磷酸盐基团和季铵盐基团中的一种或多种，所述亲油基团包括脂肪族碳链和/或含有芳环的碳链。