[发明专利]一种核壳型多孔高吸水微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳型多孔高吸水微球的制备方法，包括以下步骤：（1）将丙烯酸或甲基丙烯酸加入到去离子水中，常温下用氢氧化钠溶液中和；随后加入非离子单体；（2）依次加入海藻酸钠、交联剂、引发剂和致孔剂；（3）取二甲基硅油，随后加入氯化钙溶液；待油水相分层后，加热油相到60～80℃，滴入反应液进行反应。（4）反应结束后，洗涤、干燥产物。本发明采用多种致孔剂复合使用，通过海藻酸钠的固化作用使造粒过程在聚合反应前完成，且造粒后微球形成具有一定弹性与硬度的海藻酸钙膜，进入油相后无需在通过搅拌造粒且不会粘连成块.海藻酸钙薄膜还能使微球吸水后依然保持一定的强度，扩大应用范围。

技术领域

本发明涉及高吸水树脂技术，更具体地说，涉及丙烯酸系高吸水微球的制备方法。

背景技术

高吸水树脂（Super Absorbent Resin，简称SAR）是20世纪60年代开始发展起来的新型高分子材料，随着经济的高速发展和人民生活质量的提高以及环保意识的增强，SAR的应用范围不断扩大，市场需求日益增加，研究开发工作也日趋活跃。其中，聚丙烯酸盐类高吸水树脂是目前研究及生产最多的一类合成高吸水树脂，这类产品吸水率较高，可达千倍以上。

目前工业生产上大多以水溶液聚合法生产高吸水树脂，后期发展起来的主要有反相悬浮聚合法。由于反相悬浮聚合具有易于传热、粒径均匀等的优点，因此受到越来越多关注。如公开号为CN 1834122A的专利文件发明了一种采用反相悬浮聚合合成了聚丙烯酸（盐）高吸水树脂。然而反相悬浮聚合存在回收溶剂、分散剂的复杂过程，这导致其发展受到了一定的限制。

当前生产的高吸水树脂均已能达到高吸液倍率，所以研究者们把目光转向于吸液速率的问题上。如何实现快速吸液，如何使树脂在吸液后依然保持较高的凝胶强度是人们所关注的。在这样的背景下，多孔吸水树脂应运而生，良好的孔结构可提供更大的比表面积，对吸液倍率与吸液速率有着积极的作用；不合理的孔结构则会起到相反的作用，尤其是吸液后树脂孔结构塌陷，凝胶强度大大降低，阻碍水分的进一步渗透。综上所述，制备孔结构合理、均匀的高吸水微球依然是一项具有重大意义的研究课题。

发明内容

本发明旨在构建孔结构合理的多孔树脂，以期提高树脂的吸液速率。本发明通过在树脂表面包覆一层海藻酸钙膜，期望解决树脂吸水后凝胶强度低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，其步骤包括：

一种核壳型多孔高吸水微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将阴离子单体丙烯酸或甲基丙烯酸加入到去离子水中，常温下用氢氧化钠溶液中和，控制中和度为55～75%；随后加入非离子单体丙烯酰胺、丙烯醇聚氧乙烯醚、季戊四醇烯丙基醚，控制单体质量为阴离子单体：非离子单体＝2：1～4：1；

（2）依次加入海藻酸钠、交联剂、引发剂和致孔剂，相对于单体的质量，其用量分别为：1～3%，0.25～1%，0.01～0.5%，5～20%；

（3）取粘度为50～100mPa·s的二甲基硅油，随后加入质量分数为5～15%的氯化钙溶液；待油水相分层后，加热油相到60～80℃，滴入反应液进行反应；反应介质分为水层和油层，水层是氯化钙溶液，油层为二甲基硅油，水层溶液柱高大于5cm。反应液滴先进入水层固化成球，然后进入油层继续反应。液滴粒径控制为0.5～3mm，最终微球外壳包覆一层膜厚为50～300μm海藻酸钙膜。

（4）反应结束后，洗涤、干燥产物，得到珠状多孔高吸水微球。

作为优选的，在上述核壳型多孔高吸水微球的制备方法中，所述引发剂为偶氮类引发剂和过硫酸盐类引发剂的复配物，其中偶氮类为偶氮二异丁咪唑盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐或偶氮二异丙基咪唑啉。过硫酸盐为过硫酸钾或过硫酸铵，质量比控制为偶氮类：过硫酸盐类＝3：1～5：1。