高吸水性树脂的制造方法技术

一种粉状、不溶于水，可吸收水液、尿液及血液且可溶份低的高吸水性树脂，其制造方法包括：１）添加交联剂于中和率５０ｍｏｌｅ％以上的含酸基单体水溶液中进行自由基聚合反应，含酸基单体可选自丙烯酸、甲基丙烯酸、２－丙烯胺－２－甲基丙烷磺酸或其混合物，而单体水溶液中含有０～５ｗｔ％的水溶性高分子；２）单体溶液、触媒与小于１００μｍ的吸水性树脂于至少一支螺杆以上的混合机中滞留３～６００秒；３）以温度１００℃至２５０℃热风进行干燥、粉碎、筛选；４）表面交联剂涂覆处理；５）温度８０℃至２３０℃加热表面处理；及６）添加惰性无机盐粉末。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要提供一种，经此制造方法除了可使聚合反应更加均匀以降低吸水性树脂的可溶份外，更能改善回收制程或成品细粉时的操作性。
技术介绍
高吸水性树脂具有强大的保水力，可吸收百倍甚至于千倍于本身重量的水，且吸水后可膨润具有保持不流动的状态，即使施加压力也不会渗漏，且被吸收的水可缓缓地在大气中释出。由于具有上述的特性，所以最早使用于农森林业的土壤保水剂，近年因高吸水性树脂的生产技术有相当大的进步，所以也广泛地运用于卫生用品如尿布、成人失禁用品及妇女卫生用品的吸水剂及保存食物用的保鲜应用等。高吸水性树脂的成分材料有遇水分解型的淀粉丙烯腈(hydrolyzedstarch-acrylonitrile)接枝聚合物(日本公开特许公报昭49(1974)-43,395)，中和的淀粉丙烯酸接枝聚合物(日本公开公报昭和51(1976)-125,468)，皂化乙烯醋酸丙烯酯共聚物(日本公开特许公报昭和52(1977)-14,689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物(日本公开特许公报昭和531978)-15,959)，及部份中和聚丙烯酸(日本公开特许公报昭和55(1980)-84,304)等。其中以使用丙烯酸及丙烯酸盐进行交联聚合所得的高吸水性树脂占最大部份也最为经济，其原因为丙烯酸可迅速由市售取得，且制得的高吸水性树脂具有高吸水能力，及具有制造成本低廉且最具经济效益，故成为最普遍化的高吸水性树脂。目前以聚合丙烯酸及丙烯酸盐形成高吸水性树脂的方法已有被多方面的开发成功，且有多种已应用于工业界生产，其聚合方法有；铸膜聚合反应的日本开特许公报昭和48(1973)-42,466，于输送带上进行聚合反应的日本公开特许公报昭和58(1983)-49,714，进行逆相悬浮液聚合反应的日本公开特许公报昭和59(1984)-37,003，或将单体喷洒或涂覆于纤维基质上进行聚合反应的日本特许公报昭和62(1987)-53,309等。本专利技术所制造的高吸水性树脂所需的含酸基单体除了丙烯酸外，尚可使用其它具有不饱合双键的水溶性单体，如甲基丙烯酸、或马林酸、或富马酸、或2-丙烯胺-2-甲基丙烷磺酸等。单体选用不特定限制只可使用一种，亦可合并多种单体一齐使用，亦可视情况需要添加具有不饱和双键其它亲水性的单体，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-烃基乙酯、甲基丙烯酸2-烃基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯丙烯酰胺基三甲铵但添加量以不破坏高吸水性树脂的物性为原则。在进行自由基聚合反应前，单体水溶液浓度宜控制在重量百分比20wt％至55wt％间，适当浓度为30wt％至45wt％之间，浓度在重量百分比20wt％以下时，聚合后水合体太软且有黏性不利机械加工，添加浓度在重量百分比55wt％以上，接近饱和浓度，不易调配且反应太快反应热不易控制。含酸基单体的羧酸基应部份中和以控制成品的pH值，使呈中性或微酸性，中和剂为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾及氨。含酸基单体的羧酸基将部份中和成锂盐或钠盐或钾盐或铵盐或两种以上混合盐类，中和浓度莫耳百分比为45mol％至85mol％，适当浓度为50mol％至75mol％，中和浓度莫耳百分比为45mol％以下时成品的pH值会偏低，中和浓度莫耳百分比为85mol％以上时成品的pH值会偏高，成品pH值若非呈中性或微酸性时，不慎与人体接触时均不太适合也较不安全。在进行自由基聚合反应前单体水溶液中，亦可添加水溶性高分子以降低成本，此等水溶性高分子如部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、淀粉或淀粉衍生物如甲基纤维素，丙烯酸甲基纤维素，乙基纤维素等聚合物；此等水溶性高分子的分子量并不特别限定，其中较佳的水溶性高分子为淀粉、部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇等单独或混合使用。高吸水性树脂含此等添加水溶性高分子的适当重量百分比为0至20wt％，但以0至10wt％较佳，0至5wt％尤佳，添加超过20wt％时会影响物性，使物性变差。在进行自由基聚合反应前应先添加自由基聚合反应交联剂于未反应单体溶液中，此自由基聚合反应交联剂可选用具有两个或两个以上不饱和双键的化合物，如N，N-双(2-丙烯基)胺、N，N’-次甲基双丙烯酰胺、N，N’-次甲基双甲基丙烯酰胺、丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、甘油附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、N，N，N-三(2-丙烯基)胺、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯三甘醇酯等，亦可选用具有两个或两个以上环氧基的化合物，如山梨醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、双丙三醇聚缩水甘油醚等。在进行自由基反应后就可使高吸水性树脂具有适当交联度，而使高吸水性树脂胶体有适当的加工性。自由基聚合反应交联剂可单独使用或两种以上混合使用。自由基聚合反应交联剂适当的添加剂量在重量百分比0.001wt％至5wt％之间(以反应物总固形份为基准)，更适当的用量重量百分比在0.01wt％至3wt％之间，添加剂量在重量百分比0.001wt％以下聚合后水合体太软且有黏性不利机械加工，添加剂量在重量百分比5wt％以上吸水性太低，降低树脂性能。聚合反应由自由基聚合反应起始剂的分解产生自由基开始。自由基起始剂可选用热分解型起始剂，适合的热分解型起始剂有过氧化物，如过氧化氢、二-第三丁基过氧化物、过氧化酰胺或过硫酸盐(铵盐、碱金属盐)等，及偶氮化合物如2，2’-偶氮基双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2’-偶氮基双(N，N-二伸甲基异丁脒)二盐酸盐；亦可使用还原剂，使成为氧化还原型起始剂，如酸性亚硫酸盐、硫代硫酸盐、抗坏血酸或亚铁盐；或将氧化还原型起始剂和热分解型起始剂合并使用，首先氧化还原起始剂先进行反应产生自由基，当自由基转移至单体上即引发聚合反应的进行，由于聚合反应进行时会释放出大量的热量而使温度升高，当温度到达热分解型起始剂的分解温度时，又会引发第二段热分解型起始剂的分解，而使整个聚合反应更臻于完全。一般自由基聚合反应起始剂适当用量为0.001wt％至10wt％(以中和丙烯酸盐重量为基准)，更适当用量则在0.1wt％至5wt％之间，使用量在0.001wt％以下时，反应太慢不利经济效益，使用量为10wt％以上时，反应太快反应热不易控制。单体溶液可于输送带式反应器上或装有搅拌叶的横式反应器中进行聚合反应，制备出的高吸水性凝胶体先利用绞碎机切成直径20mm以下小凝胶体，直径10mm以下更佳，以利于后段干燥的步骤。烘干温度可于100℃至250℃下进行干燥，干燥温度则以120℃至180℃进行烘干为宜，当烘干温度温度120℃以下则烘干时间太久不具经济效益，烘干温度180℃以上烘干使交联剂提早进行交联反应，使得后续的干燥过程中，因交联度过高而无法有效的去除残存单体，达到降低残存单体的效果。干燥后进行粉碎、筛选固定粒径，再进行表面交联剂涂覆处理。筛选固定粒径以0.06mm至1.00mm间为宜，以0.10m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉状、不溶于水，可吸收水液、尿液或血液且可溶物含量低的高吸水性树脂，其制造方法包括：１）添加交联剂于中和率５０ｍｏｌｅ％以上的含酸基单体水溶液中进行自由基聚合反应，含酸基单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、２－丙烯胺－２－甲基丙烷磺酸或 其混合物，而单体水溶液中含有０～５ｗｔ％的水溶性高分子；２）单体溶液、聚合引发剂与粒径小于１００μｍ的吸水性树脂于一具有至少一支螺杆以上的混合机中滞留３～６００秒；３）以温度１００℃至２５０℃热风进行干燥、粉碎、筛选；　 　４）表面交联剂涂覆处理；５）温度８０℃至２３０℃加热表面处理；及６）添加惰性无机盐粉末。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施凯耀，吴政璋，黎元中，许正辉，江政富，钟宏宗，
申请(专利权)人：台湾塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]