[发明专利]一种低残单量高吸水性树脂的制备方法

说明书

本发明提供了一种低残单量高吸水性树脂的制备方法：将24.93～28.43份碱性化合物、100份丙烯酸与160～170份溶剂混合，升温至45～69℃，加入0.08～0.16份自由基缓释剂、0.42～1份内交联剂、0.125～0.35份引发剂，保温反应60～120min，得到呈胶体状态的产物；将所得呈胶体状态的产物依次进行挤出造粒，胶粒干燥，粉碎筛分，得到固体颗粒；所得固体颗粒经0.66～1份表面交联剂交联处理，即得所述低残单量高吸水性树脂；本发明所述制备方法简单易行，通过在反应中加入自由基缓释剂、控制工艺参数，即可制备单体残留量为100ppm左右的高吸水性树脂。

技术领域

本发明属于高吸水性树脂研究领域，特别涉及一种低残单量丙烯酸型的高吸水性树脂制备方法，用本发明制得的高吸水性树脂提高了丙烯酸单体的转化率，降低了单体残单量，主要使用于卫生材料领域。

背景技术

高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer，简称SAP)是一种含有羧基、羟基、酰胺基、磺酸基等强吸水基团，且具有一定三维空间网络结构的水溶胀型高分子。一般高吸水性树脂不溶于水也不溶于有机溶剂，并且可以吸收自身重几百倍甚至上千倍的水，同时大部分的水能够被自身的交联网络结构“锁住”，常见的物理方法都难以将水排出。因此被广泛的应用于农业、园艺、个人卫生及护理、医药、工业。

高吸水性树脂按照来源可以分为两大类：一类是天然及改性类，如：淀粉系、纤维素系；第二类是：人工合成类，其中具有代表性的是聚丙烯酸及其盐类和聚乙烯醇类。天然及改性类具有来源广泛、母料价格便宜、生物降解性能优异等，而人工合成的SAP不仅生产成本低而且具有更加优异的综合性能，但在合成过程中，单体的残留会降低其产品的品质。例如：在卫生护理领域，长期使用丙烯酸类产品，残余的丙酸单体容易对人的皮肤产生刺激，红肿、瘙痒过敏等不适症状。并且，目前没有一种简单易行的方法降低丙烯酸类SAP的单体残留量。

现有90％的SAP都应用在卫生护材领域，根据最新国标GB/T 22875-2018，护理卫材领域中的高吸水性树脂单体残留量应小于800ppm，现有的SAP产品中，单体残留量普遍都在300ppm以上，远小于国标标准。但相关文献表明，300ppm的残留量即会引起皮肤过敏(CN102702405 A)，因此低残单SAP的开发制备尤为重要。在中国专利CN104650370A、CN109293808A、CN103122046A分别阐述了用微波引发、UV引发、升温后处理等手段制备高吸水性树脂聚合物凝胶，但微波、UV等手段难以工业化，过高的温度难以保证聚合完全，造成经济损失。同时，由于这些技术手段对聚合物网络结构的破坏，降低了其吸水性能。

本发明是在聚合过程中加入自由基缓释剂，降低了聚合过程中引发剂加入导致系统放热的速率，稳定反应温度，阻止了爆聚的产生，提高了引发剂的引发效率，并且温度的稳定，降低了自由基链转移的反应速率，利用此过程可将残单量降至100ppm左右。

发明内容

本发明目的在于提供一种低残单量的高吸水性树脂的制备方法，该方法通过加入自由基缓释剂，降低了自由基聚合过程中活性物种的活性，调控聚合速率，提高单体转化率，以此降低单体残留量，并且所选用自由基缓释剂均属于工业化产品，成本低，来源广泛。

本发明的技术方案如下：

一种低残单量高吸水性树脂的制备方法，包括如下步骤(以下份数均为重量份数)：

(1)将24.93～28.43份碱性化合物、100份丙烯酸与160～170份溶剂混合，升温至45～69℃(优选50℃)，加入0.08～0.16份自由基缓释剂、0.42～1份内交联剂、0.125～0.35份引发剂，保温反应60～120min(优选70min)，得到呈胶体状态的产物；

所述碱性化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾，优选氢氧化钠；

所述丙烯酸为精制丙烯酸，包括丙烯酸单体含量大于99.8wt％，阻聚剂小于50ppm；