[发明专利]一种抗结块吸水性树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗结块吸水性树脂的制备方法，包括：a.将一段水相混合液和油相溶液混合后进行第一阶段的反相悬浮聚合反应，得到第一悬浊液；b.向第一悬浮液中加入有机硅改性剂并使之冷却，继续加入二段水相混合液进行第二阶段的反相悬浮聚合反应，得到第二悬浊液；c.向第二悬浮液中加入有机硅改性剂，继续升温脱除其中的绝大部分水，加入复合表面交联剂进行表面交联反应；d.向表面交联后的体系中加入二氧化硅进行表面处理，然后后处理除去有机溶剂，将所得产品干燥至特定含水量并进行筛分，即可得到目标吸水性树脂。能够明显改善吸水性树脂抗结块率。

技术领域

本发明涉及一种抗结块吸水性树脂及其制备方法。

背景技术

高吸水性树脂(SAP，Superabsorbent Polymers)是一种轻度交联的高分子化合物，由于其强大的吸水与保水能力，被广泛用于纸尿裤、卫生巾等的卫生材料领域，电缆、光缆用阻水材料以及农林、园艺专用的保水剂等。作为卫生材料用的吸水性树脂，已知有聚丙烯酸部分中和物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的中和物、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物等。作为这种吸水性树脂的制造方法，95％以上的采用水溶液聚合法，代表性生产厂家有日本触媒、BASF、赢创、三大雅与LG等；5％左右的采用反相悬浮聚合法，表性生产厂家有日本住友；当然BASF最近开发的新技术-液滴聚合也吸引了学术界与工业界的强烈关注，已有产品推出市场。不论哪种生产工艺，消费者心中理想的吸水性树脂因该兼具如下性能：合适的粒径与粒径分布、较高的离心保水能力与加压吸收能力、适中的吸收速率、较低的可萃取物与残余单体含量以及低的抗结块率等。

而关于吸水性树脂的吸收性能，国内外学者们做了大量的研究，但是关于抗结块率的影响因素的研究确了了无几，实际上，它是一个非常重要的产品指标，影响着产品的输送、存储稳定性与后续卫生制品的生产效率。专利DE3523617A1公开了一种制备表面交联吸水树脂颗粒的方法，通过二氧化硅涂敷改善了聚合物颗粒的自由流动且降低了结块倾向；专利CN106987075B通过在聚合过程中加入二氧化硅并且经过多次表面交联工序，制备了具有较高凝胶强度与液体通过性的吸水性树脂。专利CN102803316B公开了一种表面交联时控制吸水性树脂的中和都与表面交联温度实现了铝阳离子与二氧化硅的协同，降低了聚合物颗粒结块的同时，获得了具有较高加压下吸收的吸水性树脂产品。另外，还可以通过控制吸水性树脂的颗粒大小与分布来调控结块率，理论上上颗粒越大分布越集中，抗结块率越好。

一般来说，水是对聚合物颗粒的抗结块率是有着不利影响的，人们尽可能地降低它的含量，但是本发明人意外发现，在表面交联过程中，使用复合表面交联剂，通过控制干燥时吸水性树脂产品的含水率并协同聚合过程中的有机硅改性剂，可以很大程度上改善吸水性树脂产品的抗结块率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种抗结块吸水性树脂及其制备方法，采用聚合过程中加入有机硅改性剂，表面交联时采用混合表面交联剂并巧妙控制干燥后产品的含水率得到了具有优异抗结块率的聚合物颗粒。在优选的实施方式中，一方面，在一段聚合与二段聚合后加入有机硅改性剂，使之化学锚定在颗粒上，使得颗粒与颗粒之间的表面张力降低，降低团聚结块倾向；另一方面，复合表面交联剂引入的离子键与共价键结合的表面交联体系，有效地控制了表面交联过程中表面交联剂水溶液向颗粒内部的扩散程度，有助于形成均匀的渗透深度，提升颗粒与颗粒之间的均一性；最后，通过控制干燥过程中的含水率，使得其余抗结块测试条件相适应，而且侧面提升了聚合物的固含量，降低了成本。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种改善吸水性树脂的抗结块性能的方法，包括如下步骤：

(1)一段聚合：将一段水相混合液和油相溶液混合后进行第一阶段的反相悬浮聚合反应，得到第一悬浊液；其中，所述的油相溶液含有分散剂和石油烃类溶剂；

(2)二段聚合：向第一悬浮液中加入有机硅改性剂并使之冷却，继续加入二段水相混合液进行第二阶段的反相悬浮聚合反应，得到第二悬浊液；