[发明专利]一种超吸水性聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一种超吸水性聚合物及其制备方法，该制备方法包括：在≤20℃下，将含有羧基的烯属不饱和单体和/或其盐、含d轨道的还原态过渡金属盐、氧化剂、还原剂和含有双键化合物的内交联剂接触引发聚合反应，得到水凝胶；将所述水凝胶破碎挤压后与中和剂接触进行中和反应，制得胶体粒子；所述胶体粒子经干燥、研磨后，通过与表面交联剂接触进行表面交联处理，得到超吸水性聚合物(SAP)树脂。本发明的方法能够使所得超吸水性聚合物的主链结构发生变化，在有效提升SAP树脂的加压性能和保水性的同时，可改善其通液性能。

技术领域

本发明涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一种性能得到改善的超吸水性聚合物及其制备方法。

背景技术

吸水性聚合物是一种交联的、部分中和的聚合物，包括交联聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸接枝聚合物。根据超吸水性聚合物的一般定义，其能够在溶胀并形成水凝胶的情况下吸收大量含水液体和体液，和能够在一定压力下保持含水液体。超吸水性聚合物(SAP，Superabsorbent Polymers)可形成粒子，通称为颗粒状超水收性聚合物。颗粒状的聚合物原粉可采用表面交联、表面处理和其它后处理以形成性能更均衡优异的颗粒状超吸水性聚合物。超吸水性聚合物和颗粒状超吸水性聚合物的主要用途在于卫生用品，例如，婴儿尿片、失禁产品或卫生巾。

在吸收制品(例如，一次性尿片)中，用作吸收剂的超吸水性聚合物必须具有足够高的吸收容量以及足够高的加压。吸收容量需要足够高以使超吸水性聚合物能够吸收使用吸收制品期间遇到的大量含水体液。通液性则是决定了液体在超吸水性聚合物中间的扩散性，增加了吸收制品中吸水性聚合物的有效使用比例，减少凝胶堵塞的发生。一旦发生凝胶阻塞，就可能妨碍流体分布到吸收制品较干燥的区域或部分，并且在吸收制品内的颗粒状超吸水性聚合物完全饱和之前或者在流体可能扩散或通过毛细作用经过“阻塞”粒子进入吸收制品的剩余部分之前可能发生来自吸收制品的泄漏。

对于如何提高吸水性聚合物的通液性和抗结块性能，目前常用的方法是向吸水性聚合物颗粒中添加二氧化硅，或是氧化铝、氧化钛等金属氧化物。虽然添加无机粒子可以较好的改善超吸水性聚合物产品的通液性，但是也会造成吸液倍率的降低，特别是压力下的吸收倍率，从而对于实际使用过程中超吸水性聚合物的吸液量和作用效果造成影响。

针对超吸水性聚合物的水溶液聚合工艺，可以选择二次表面交联或者添加无机粒子等手段来提高其通液性。例如，诺尔生物的专利文件(公开号为CN106987075 A和CN102702656 A)公布了一种低温下聚合并经过多次表面交联的吸水性树脂的制备方法，可以制备具有优异通液性能和凝胶强度的吸水性树脂。专利文件CN 107406595 A公开了一种通过两次表面交联、且两次表面交联采用的交联剂不同这一手段制备SAP粒子。发明人通过两次交联旨在实现多重壳结构，以改善树脂结块的问题。

例如，专利文件CN 107428948 A公开了一种通过不同方法进行表面交联制备SAP粒子的方法，可使用多元醇、多价金属盐、多元缩水甘油醚采用三种方法进行表面交联处理；由于使用的表面交联剂均含EO链段的结构，分子链软，且在高温烘烤反应阶段可能发生降解，从而导致SAP粒子的综合性能会有下降。

以上现有专利文件中，采用了多次表面交联的手段提升SAP粒子的通液性，但是其工艺过程也更为复杂，效率较低。

总而言之，卫生制品的SAP树脂需要低的单体残留率、长期反渗透性低，具有低的可萃取物含量和其它性能，比如，保水率、加压吸液倍率、通液速率等性能的综合。聚合过程中的工艺配方对于整个树脂结构起着至关重要的作用，因此，需要对工艺配方进行深入的研究。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有改善超吸水性聚合物时加压性能、保水性和通液性不能兼得的问题，提供一种超吸水性聚合物及其制备方法，该方法能够使所得超吸水性聚合物的主链结构发生变化，在有效提升SAP树脂的加压性吸液倍率和保水率的同时，可有效改善其通液性能。