[发明专利]一种高吸水性树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高吸水性树脂的制备方法，包括：1）中和：将水、丙烯酸进行混合，加入碱（碱金属摩尔量为X）与丙烯酸（摩尔量为Y）中和，0≤X≤0.3Y，形成中和度为0～30%的丙烯酸及其盐溶液；2）除氧：加入除氧剂预混，搅拌5～10分钟；3）聚合：加入引发剂、交联剂，送至反应带中聚合，生成凝胶；4）凝胶破碎：将凝胶破碎，加入碱（碱金属摩尔量为M），0.65Y≤X+M≤0.8Y，使凝胶中的丙烯酸中和度达65～80%，形成平均粒径为2～5mm的水凝胶颗粒；5）后处理：将水凝胶颗粒干燥、粉碎、筛分、表面处理。本发明通过加入除氧剂和采用低中和度酸进行聚合，降低了初始反应温度以及引发剂的用量，提高了聚合物的分子量，从而提高了吸水树脂的性能。

技术领域

本发明涉及一种高吸水性树脂的制备方法，更具体地说涉及一种在高吸水树脂制造过程中使用低中和度的酸进行聚合，降低体系的氧含量，提高吸水倍率以及返渗性能的方法。

背景技术

高吸水性树脂可以吸收自身重量百倍，甚至千倍的水量，因此广泛运用于卫生材料中，例如婴儿纸尿布、妇女卫生巾、成人失禁材料等。同时高吸水性树脂也可以运用于农业、园艺、电线、电缆等方面。

高吸水性树脂是经由聚合工序、干燥工序、粉碎工序、筛分工序、表面交联工序等各工序而制造的。另外，伴随着作为主要用途的纸尿布的高性能化、薄型化，需要提高高吸水性树脂的吸水性能以及制成纸尿裤后的返渗性能。

高吸水性树脂一般通过丙烯酸在一定量的碱中和下，制成丙烯酸（盐）水溶液，在引发剂、交联剂以及其他助剂作用下发生聚合交联反应，形成具有网状结构的水凝胶。

氧气对于聚合反应具有阻聚作用，会增加聚合反应的诱导时间，降低反应活性，延长反应时间。为了减少氧气的诱导作用，一般通过提高反应温度、增加引发剂用量，消耗掉体系中的氧气后，才开始进行聚合反应。而提高反应温度、增加引发剂用量，会导致聚合分子量下降，从而降低高吸水树脂的吸水倍率，增加可溶物含量，使得高吸水性树脂的返渗性能下降。

为了减少反应体系中的氧含量，降低反应温度以及引发剂用量，需要将中和液中的氧气去除。公开的专利中（申请号：201310694751.3以及201110419495.8）通过往体系中通入氮气进行除氧。这种方式的除氧时间长，效率低，氮气消耗量大，无法控制体系的氧气含量，从而使得反应稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在高吸水树脂制造过程中使用低中和度的酸进行聚合，降低体系的氧含量，提高吸水倍率以及返渗性能的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种高吸水性树脂的制备方法，所述的制备方法主要包括以下步骤：1）中和工序：将水、丙烯酸进行混合，加入一定量的碱（碱金属摩尔量为X）与丙烯酸（摩尔量为Y）中和，形成中和度为0～30%的丙烯酸以及丙烯酸盐溶液；2）除氧工序：在上述步骤1）得到的中和液中加入一定量的除氧剂进行预混，形成反应预混物，搅拌5～10分钟；3）聚合工序：向上述反应预混物中加入一定量的引发剂、交联剂，然后送至反应带中进行聚合反应，生成凝胶；4）凝胶破碎工序：将得到的凝胶产物进行破碎，加入一定量的碱（碱金属摩尔量为M），使得凝胶中的丙烯酸中和度达到65～80%，形成平均粒径为2～5mm的水凝胶颗粒；5）后处理工序：将得到的水凝胶颗粒进行干燥、粉碎、筛分、表面处理，便可得到高吸水性树脂产物；

所述的中和工序中加入一定量的碱以碱金属的摩尔量计为X mol，丙烯酸摩尔量为Y mol，满足关系式0≤X≤0.3Y；

所述的凝胶破碎工序中加入一定量的碱以碱金属摩尔量计为M mol，满足关系式0.65Y≤X+M≤0.8Y。

进一步地，所述中和工序中采用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种混合物。