【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种吸水性树脂及其制备方法、吸收体。
技术介绍
1、吸水性树脂颗粒又被称为“高吸水聚合物”或“sap”（super absorbentpolymers），主要用于吸收并储存大量液体，尤其是水分；其具有亲水基团和交联结构而具备较强的吸水能力，能够很快吸收比自身重量大数百倍的水形成凝胶，且此凝胶在一定压力下仍能保持住水分而不分离出来。基于此特性，吸水性树脂颗粒被广泛用于日用吸水纸巾、化妆品、土壤改进剂、造林育苗保水剂、脱水剂等领域。
2、但在实际应用中，除了需要关注吸水性树脂颗粒的吸收量和吸收速率等性能外，透液速率也是需要重点关注的性能参数。透液速率用于表征材料在吸水饱和状态下，允许液体通过其结构的速率或能力；这一参数对于理解和评估sap在多种应用场景中的性能至关重要，高透液速率的sap能够更快地吸收和分散液体，而低透液速率的sap则可能形成液体屏障，导致液体在材料表面积聚。现有吸水性树脂颗粒的透液速率仍然没有达到预期，导致下游产品的性能也因此受到影响，这在一定程度上限制了吸水性树脂颗粒的进一步应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术公开一种吸水性树脂及其制备方法、吸收体，所制得吸水性树脂的吸收量、吸收速率佳及透液速率表现优异，解决现有吸水性树脂颗粒的透液效果不佳的问题。
2、为了实现以上技术目的，一方面，本专利技术提出一种吸水性树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
3、s1：采用
4、
5、或采用
6、s1.1，将第一单体水溶液分为两部分，将其中一部分第一单体水溶液和第一交联剂，在包含表面活性剂的有机溶剂中进行第一聚合反应得到第一阶段聚合物；s1.2，在所述第一阶段聚合物中加入另一部分第一单体水溶液、第二单体及第二交联剂，进行第二聚合反应得到第二阶段聚合物；
7、s2：在所述第二阶段聚合物中加入第三交联剂，经交联反应得到第三阶段聚合物；
8、s3：所述第三阶段聚合物经过滤、干燥，得到所述吸水性树脂；
9、其中，所述步骤s1还包括在步骤s1.1加入引发剂和增稠剂，或分别在步骤s1.1和步骤s1.2加入引发剂和增稠剂；所述第一单体为丙烯酸类单体，所述第一单体水溶液为经过碱中和处理的丙烯酸类单体水溶液；所述第二单体为主链碳原子数为4-13的多元烯烃。
10、上述技术方案中采用了包括三个阶段式聚合物反应体系，通过阶段性地向反应体系添加第一单体、第二单体，以及调控在第一聚合反应阶段和第二聚合反应阶段分批次加入第一单体，保证了水性树脂获得优异的吸收量、吸收速率等性能；在此基础上进一步地，上述技术方案采用特定种类的第一单体和第二单体进行阶段式交联反应，在以丙烯酸类单体完成第一聚合反应后再加入第二单体，由此在吸水性树脂主链结构上引入主链碳原子数为4-13的多元烯烃，从而降低亲水官能团的密度，有效提高吸水性树脂的透液速率。本专利技术实施例示出上述技术方案所制得吸水性树脂颗粒的综合性能更佳，有利于下游产品的使用。
11、需注意，考虑到在室温下第一单体水溶液、第一交联剂、引发剂和增稠剂不会发生交联反应的情形，上述技术方案可选择在步骤s1.1加入引发剂和增稠剂，或分别在步骤s1.1和步骤s1.2均加入引发剂和增稠剂，即本领域内技术人员可通过非创造性的劳动、在步骤s1中的合适阶段添加与第一单体当量适宜的引发剂和增稠剂，并不会由此影响所制备吸水性树脂的相关性能，基于该原理所作出的适应性改变均会落入本专利技术的保护范围。
12、需注意，本专利技术并不限定所述步骤s1.1中加入第一单体水溶液、第一交联剂，以及增稠剂和引发剂的先后顺序，并不限定步骤s1.2中加入第一单体水溶液（或备用的前驱混合物）和第二单体，或增稠剂和引发剂先后顺序，亦可选先将部分组分或全部组分混合后再加入有机溶剂中，本领域技术人员可根据实际情况自行设定，由此形成的技术方案均在本专利技术保护范围内。
13、在本专利技术的进一步示例中，对所述第一单体和第二单体的添加量进行了优化。可选地，所述第二单体的摩尔量为所述步骤s1.2中所添加第一单体摩尔量的1%~20%。本专利技术实施例中示出了所述步骤s1.2中第二单体相对步骤s1.2中所添加第一单体摩尔量不同时，所制得吸水性树脂颗粒的吸收量、吸收速率及透液速率的测试结果。进一步可选地，所述第二单体的摩尔量为所述步骤s1.2中所添加第一单体摩尔量的5%~15%，更进一步可选6%~14%，再进一步可选7%~13%，再进一步可选9%~11%。
14、在本专利技术的进一步示例中，对所述第二单体的种类进行了优选。所述第二单体为主链碳原子数可选为4-13的1,ω-二元脂肪族烯烃，由此可促进调控所制备吸水性树脂颗粒的刚性，避免其因过于柔软导致透液速率过高或者因过于刚硬而影响吸收量、吸收速率、舒适程度等性能。进一步可选地，所述第二单体为主链碳原子数为7、8、9、10的1,ω-二元脂肪族烯烃。
15、在本专利技术的进一步示例中，对所述第一单体在第一交联阶段和第二交联阶段的用量进行优化。可选地，所述第一单体在步骤s1.1和步骤s1.2的用量摩尔比为9:1~1:1；通过进一步的探索实验，所述第一单体在步骤s1.1和步骤s1.2的用量摩尔比可选为8:1~1:1，再进一步可选6:1~1:1，更进一步可选3:1~1.5:1；基于大量实验数据，所述第一单体在步骤s1.1和步骤s1.2的用量摩尔比再进一步可选2.5:1~1.5:1。
16、在上述技术方案中，对所述丙烯酸类单体的种类不做任何限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。在本专利技术的进一步示例中，所述丙烯酸类单体可选包括(甲基)丙烯酸及其盐、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。其中，(甲基)丙烯酸及其盐应当理解为丙烯酸及其盐和甲基丙烯酸及其盐，其余化合物与该化合物理解方式相同。
17、在本专利技术的进一步示例中，对所述丙烯酸类单体水溶液的浓度进行了探索和优化，可选10wt%-50wt%，更进一步可选20wt%-40wt%，再进一步可选25wt%-35wt%，从而可简化流程，提高工艺可操作性。需注意，本专利技术对所述第一单体水溶液碱中和处理的具体操作不做限定，本领域内技术人员可基于实现所述丙烯酸类单体水溶液目的选择合适的碱液用于碱中和，比如采用滴加氢氧化钠或氢氧化钾等溶液的方式，由此形成的技术方案均在本专利技术保护范围内。
18、在本专利技术的进一步示例中，探索了阶段式交联反应的控制条件。可选地，所述第一聚合反应的温度为水与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸水性树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第二单体的摩尔量为所述步骤S1.2中所添加第一单体摩尔量的1%~20%。
3.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第二单体为主链碳原子数为4-13的1,ω-二元脂肪族烯烃。
4.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一单体在步骤S1.1和步骤S1.2的用量摩尔比为9:1~1:1。
5.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括(甲基)丙烯酸及其盐、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体水溶液的浓度为10wt%-50wt%。
7.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一聚合反应的温度为水与有机溶剂的共沸温度；
...【技术特征摘要】
1.一种吸水性树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第二单体的摩尔量为所述步骤s1.2中所添加第一单体摩尔量的1%~20%。
3.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第二单体为主链碳原子数为4-13的1,ω-二元脂肪族烯烃。
4.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一单体在步骤s1.1和步骤s1.2的用量摩尔比为9:1~1:1。
5.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括(甲基)丙烯酸及其盐、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体水溶液的浓度为10wt%-50wt%。
7.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一聚合反应的温度为水与有机溶剂的共沸温度；
8.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一聚合反应的反应温度为60℃~100℃；
9.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第二交联剂与所述步骤s1.2中所添加第一单体的摩尔比记为a，所述第一交联剂与所述步骤s1.1中所添加第一单体的摩尔比记为b，b的取值范围为1/10000~1/1000，a与b的比值为（2:1~10:1）。
10.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第三交联剂的摩尔量为步骤s1所用第一单体摩尔量的1/100000~1/1000。
11.根据权利要求1所述的吸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述第一交联剂、第二交联剂，及第三交联剂分别独立选自乙二醇、丙二醇、1,4-丁二...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠博，杨琦武，王聪，刘新伟，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。