[发明专利]一种高吸水树脂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高吸水树脂的制备方法及应用。包括以下步骤：丙烯酸与纯水混合后加入氢氧化钠溶液中和，再依次加入丙烯酰胺单体，引发剂和交联剂，得到透明混合液，搅拌下加入PVA溶液和环己烷，使其形成一个均相体系，聚合升温。反应完成后得到白色固体颗粒，将颗粒烘干，粉碎，进行表面交联处理，得到多孔吸水树脂。本发明利用PVA特性使水相和有机相融为一相；环己烷均匀的分散在体系中，吸水树脂聚合放热，环己烷利用热量汽化，使其形成微孔结构，聚合反应在低温下即可完成，环己烷通过蒸馏回收，不影响环境，还可重复利用；制得的吸水树脂不需要造粒，制作周期大大缩减；且吸收速度快，残留量底，回渗量小；特别适合于卫生巾和纸尿裤的吸收芯体。

技术领域

本发明涉及吸水树脂技术领域，尤其涉及一种高吸水树脂的制备方法及应用。

背景技术

高吸收性树脂(SAP)是一种交联的、具有三维网络的功能高分子材料，它可以吸收自身重量的百倍，甚至千倍的水，且吸水后保水效果好，即使在加压的情况下也不会流失很多。目前80％以上的高吸水树脂是由丙烯酸单体聚合而成，由于具有优良的性能，它广泛应用在婴儿尿不湿、女性卫生用品和医药载体等。为了提高吸液速率，通用的原理是增加吸水树脂的比表面积，具体方法是：(1)添加致孔剂比如复合发泡剂，在反应过程中能分解释放出气体，比如有机溶剂和可与酸反应产生气体的化学发泡剂；(2)添加低沸点液体，在反应过程中易受热气化，如乙醇、正丙醇、环己烷等。但由于丙烯酸聚合放热使得体系温度较高，在此条件下上述制备方法存在很多缺陷，比如生产成本高、反应时间长、能耗高等，第一种方法中产生的气泡因高温易破裂，聚合反应形成凝胶，凝胶需要进行后处理比如将聚合后的凝胶切粒、干燥、再粉碎得到吸收树脂成品，而后处理的过程容易破坏产品的多孔性从而导致制备出的产品保水性差；第二种方法因为聚合过程中水分随着环己烷的大量挥发被带走，环己烷挥发殆尽后，水分就不易被带走，聚合易形成凝胶体，溶剂和水分挥发后单体无法均匀分散在体系中，聚合反应温度高，反应时间变长，导致聚合反应不稳定，生成的颗粒不均匀，最终树脂产品吸水性能差。

发明内容

本发明提供一种高吸水树脂的制备方法，对现有添加低沸点液体高吸水树脂的制备方法进行改进，通过添加聚乙烯醇(PVA)溶液形成均相乳液聚合，降低聚合反应温度，且通过控制反应参数直接聚合形成吸水树脂颗粒，且内部具有大量的微小细孔的多孔高吸水性树脂产品。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高吸水树脂的制备方法，包括以下步骤：以重量份数计：

步骤1，丙烯酸10-20份、纯水20-40份混合，氢氧化钠4-10份用少量纯水溶解后加入到混合液中进行中和反应，温度控制在50℃以下；

步骤2，向混合液中加入丙烯酰胺1-10份、交联剂0.01-0.1份、引发剂0.05-0.2份，混合均匀形成反应液；

步骤3，步骤2中的反应液中搅拌下加入PVA溶液1-5份、环己烷10-30份，搅拌升温至55℃-60℃，滴加还原剂0.4-2份，继续保温搅拌1-3h，得到聚合物颗粒，控制PVA溶液的加入量优选为1-5份，加入太少体系不易分散，聚合反应难以进行；加入量太多PVA溶液有交联作用，影响聚合程度，从而引起吸水树脂吸收能力下降；

步骤4，将聚合物颗粒烘干、粉碎，称取表面处理液0.5-2份，向树脂粉末上进行喷雾处理，在120℃-160℃的温度下，保持10-20mins，冷却过筛后得到高吸水性树脂。

进一步的，所述步骤3的搅拌速度控制在500r/min-800r/min，实验证明转数太快得到的吸水树脂颗粒偏细，造成吸水树脂保水量偏小，回渗量偏大，转速太慢聚合物容易结块，造成聚合不均匀，单体残留量偏大。