一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法与流程

    技术2024-11-16  4


    本发明涉及高吸水性树脂,具体为一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法。


    背景技术:

    1、高吸水性树脂广泛应用妇幼老卫生用品、医疗护理垫、宠物垫、农林绿化、石油开采等多个领域,其应用领域的广泛性主要取决于其具有超强的吸液性能。相对于其他高分子材料,其不同之处在于内部具有丰富的亲水性基团,且高分子链为三维网状弹性结构,一方面亲水性基团可将被吸收液体吸引至树脂内部,另一方面网状弹性结构可通过膨胀使更多液体固定在树脂内部,从而实现了相对于传统吸水材料更高的吸水倍率和保水性能。随着人们对生活品质的提高,对妇幼等卫生用品提出了更多要求,不仅要具备高吸收倍率,高保水量,良好的干爽性,同时也要有更快的吸液速度,从而可以带来更好的使用体验。而目前常规方法制备的高吸水性树脂,在粒度大小不变的情况下,其吸液速度往往很难实现明显的提升,为此提供了一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,以解决上述背景技术提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,具体步骤如下:

    3、步骤1:发泡剂的制备;

    4、发泡剂由表面活性剂、制孔剂、功能性的填充剂组成,将上述物质按照1.5:8.2:0.3比例混合,配置成15%的水溶液备用,发泡剂占比聚合液质量组份的0.1%-2%;

    5、步骤2:在中和液中加入复合引发剂、交联剂和驱氧剂,然后加入至带式聚合槽内,在紫外光光照下引发聚合,该紫外光光波为长波段紫外,波长为315-400nm,通过光照引发,7-8分钟后得到发泡水凝胶;

    6、步骤3:将发泡凝胶凝胶用挤出机经多次造粒制得凝胶颗粒,造粒过程中均匀添加造粒助剂;

    7、步骤4:将造粒后的胶粒进行干燥,经粉碎筛分后得基础颗粒,基础颗粒平均粒径控制为45目;

    8、步骤5:将基础颗粒表面喷涂表面处理液,经热处理后制得高吸水性树脂颗粒。

    9、进一步的,步骤1中发泡剂占比聚合液质量组份的0.15%-1%。

    10、进一步的,步骤2中的中和液包括丙烯酸稀释液与50%氢氧化钠溶液;丙烯酸总酸浓度20%-40%,中和度68%-80%。

    11、进一步的,步骤1中的表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯和脱水山梨醇糖脂肪酸酯中的一种或多种,添加量为占比发泡剂质量份数的0.10%-25%;制孔剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸钾、碳酸钙、碳酸钡中的一种或两种组合;功能性填充剂为气相二氧化硅、高吸水性树脂微粉、木质素、羟乙基纤维素、硅酸镁锂中的一种或两种组合。

    12、进一步的,步骤2中的交联剂为聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(300)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(800)二丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、二季戊四醇五丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚、n、n亚甲基双丙烯酸酰胺的一种或两种,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.05%-5.00%。

    13、进一步的,步骤2中复合引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、4,4'偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮二[2-甲基-n-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2'-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐、2,2'-偶氮二[n-(2-羟乙基)-2-甲基丙脒]四水合物、1-羟基环已基苯基甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的一种或多种,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.01%-2.00%。

    14、进一步的,步骤2中的驱氧剂为氮气,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.1%-10.0%。

    15、进一步的,步骤3中的多次造粒过程,其采用的造粒方式为单螺杆挤出造粒、双螺杆挤出造粒、剪切式造粒或捏合式造粒中的一种,造粒次数为2-6次。

    16、造粒助剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、次亚硫酸氢钠、偏二亚硫酸钠的一种或两种,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.001%-1.000%。

    17、进一步的,步骤4中的干燥过程,干燥温度为80-240℃,干燥时间10-120min。

    18、进一步的,步骤5中的表面交联液由丙三醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐组成,丙三醇质量为初级颗粒总质量的0.01-2%;乙二醇二缩水甘油醚质量为初级颗粒总质量的0.001%-0.5%;硫酸盐质量为初级颗粒质量的0.1-4.0%。

    19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过水溶液聚合方式制备发泡凝胶,经过造粒、干燥、粉碎控径、表面处理等工序最终制得成品,通过本发明制备的高吸水性树脂具备快吸速、高盐水吸收倍率、高保水的特点,制备的样品干爽性佳,适用于妇幼卫生用品等多个领域。

    20、本发明公开了一种化学发泡剂,在带式反应器上与丙烯酸/丙烯酸钠聚合液混合后,在uv带上使用紫外光波辅助引发方式,反应7-8分钟左右反应接近结束,凝胶体积在发泡剂的作用下膨胀为原体积的1.4-1.5倍,凝胶内部形成均一的超细微泡,使用该方法制备的高吸水性树脂在吸液溶胀过程中具备较高的比表面积,同时吸收的液体可以通过内部形成的孔道加快向凝胶内部渗透,从而使吸水过程更加高效,最终实现快吸速的效果。且制备的样品的这种多孔结构,比常规未加发泡剂的配方,能提升8-10秒的吸收速度,盐水吸收倍率高4.6g/g,离心保水高4.5g/g。适用于超薄快吸收型婴儿纸尿裤、卫生巾以及成人失禁用品等领域。



    技术特征:

    1.一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:

    2.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤1中发泡剂占比聚合液质量组份的0.15%-1%。

    3.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤2中的中和液包括丙烯酸稀释液与50%氢氧化钠溶液;丙烯酸总酸浓度20%-40%,中和度68%-80%。

    4.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤1中的表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯和脱水山梨醇糖脂肪酸酯中的一种或多种,添加量为占比发泡剂质量份数的0.10%-25%;制孔剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸钾、碳酸钙和碳酸钡中的一种或两种组合;功能性填充剂为气相二氧化硅、高吸水性树脂微粉、木质素、羟乙基纤维素和硅酸镁锂中的一种或两种组合。

    5.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤2中的交联剂为聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(300)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(800)二丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、二季戊四醇五丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚、n、n亚甲基双丙烯酸酰胺的一种或两种,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.05%-5.00%。

    6.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤2中复合引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、4,4'偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮二[2-甲基-n-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2'-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐、2,2'-偶氮二[n-(2-羟乙基)-2-甲基丙脒]四水合物、1-羟基环已基苯基甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的一种或多种,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.01%-2.00%。

    7.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤2中的驱氧剂为氮气,添加质量为中和液中丙烯酸总量的0.1%-10.0%。

    8.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤3中的多次造粒过程,其采用的造粒方式为单螺杆挤出造粒、双螺杆挤出造粒、剪切式造粒或捏合式造粒中的一种,造粒次数为2-6次;

    9.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤4中的干燥过程,干燥温度为80-240℃,干燥时间10-120min。

    10.根据权利要求1所述的提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,其特征在于:步骤5中的表面处理液由丙三醇、乙二醇二缩水甘油醚和硫酸盐组成,丙三醇质量为初级颗粒总质量的0.01-2%;乙二醇二缩水甘油醚质量为初级颗粒总质量的0.001%-0.5%;硫酸盐质量为初级颗粒质量的0.1-4.0%。


    技术总结
    本发明公开了一种提高吸收速度的高吸水性树脂的制备方法,步骤1:发泡剂的制备;步骤2:在中和液中加入复合引发剂、交联剂和驱氧剂,然后加入至带式聚合槽内,在紫外光光照下引发聚合,得到发泡凝胶;步骤3:将发泡凝胶凝胶用挤出机经多次造粒制得凝胶颗粒,造粒过程中均匀添加造粒助剂;步骤4:将造粒后的胶粒进行干燥;步骤5:将基础颗粒表面喷涂表面处理液,经热处理后制得高吸水性树脂颗粒。通过水溶液聚合方式制备发泡凝胶,经过造粒、干燥、粉碎控径、表面处理等工序最终制得成品,该吸水性树脂具备快吸速、高盐水吸收倍率、高保水的特点,制备的样品干爽性佳,适用于妇幼卫生用品等多个领域。

    技术研发人员:李继生,李国璞,王建峰,张辉辉,苏文媛,周永,王辉,孙卫丽
    受保护的技术使用者:江苏斯尔邦石化有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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