一种聚丙烯酸盐高吸水性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及吸水树脂技术领域，尤其是一种聚丙烯酸盐高吸水性树脂及其制备方法；本发明专利技术是将有限量的碱性物质与丙烯酸进行部分中和，部分中和后的丙烯酸混合溶液在共聚单体、交联剂、复合引发剂作用下进行自由基聚合的交联反应，从而得到具有独特体型网络结构的水凝胶交联聚合物，最后通过造粒和加热干燥水凝胶交联聚合物，制得到同时具有水溶胀性和水不溶性的高分子聚合物-高吸水性树脂；其中，复合引发剂进行作用时，先利用紫外光作用下快速地进行光引发的初级聚合，然后利用初级聚合过程中不断产生并聚集的热量进行热引发深度聚合，从而在极大程度上促使丙烯酸单体的聚合转化率提高，缩短了聚合反应时间、降低了单体残留量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸水树脂
，尤其是。
技术介绍
高吸水性树脂是一种新型高分子吸水材料，含有大量的亲水基团和独特的体型网络结构，能够在短时间内吸收并保持超过自身重量数百倍的纯水或数十倍的生理盐水，保水性能良好；具有即使受压也不易脱水等性能，因而在农林、园艺、医药、医疗、人工器官、生理卫生、石油、化学化工、建材、环保、食品、人工智能材料、敏感材料、生化技术、造纸、纺织、 矿山、日用品、化妆品等诸多方面有着极为广泛的应用，因而在国民经济和人们生活中起着越来越重要的作用，尤其是近年来其应用领域更是得到了极大的拓展，其市场前景十分广阔。目前合成系交联聚丙烯酸(盐)型高吸水性树脂以原材料来源广、易于工业化生产，成为高吸水性树脂系列产品中的主流产品，其聚合工艺主要有水溶液聚合、反相悬浮聚合等；按引发方式又可分为热引发剂引发法(氧化-还原引发剂引体系)、Y射线辐照引发法、UV引发法等。其中，γ射线辐照聚合，由于涉及核能项目，需要报请国家审批，前期投资大、周期长，在实际生产应用中，辐射剂量场空间有限，而且其本身也存在一个剂量场辐照强度的均勻性问题，造成的结果就是可利用辐照剂量场空间小，产能低，易成为扩大生产线产能的瓶颈，但产品质量一般较好，反应速度较快；太阳光辐照聚合，产能可以扩展到很大，但太阳光是不可控的，春夏秋冬、白天黑夜、晴天和阴天等等都会有所不同，所以作为工业化生产一工序，也不太现实，产品质量稳定性很难保证，但在适宜的条件下，能够做出来的产品质量也较好，但反应时间较长。紫外光聚合，反应时间长，基本上要8 10小时以上时间，投资相对辐照法就要小很多；但如果要扩大产能的话，场地占用大，前期设备投资等也不小，产品质量一般。热引发聚合，目前国内较多厂家采用，有热引发缓慢聚合的，时间长；有的热引发快速聚合，反应时间短，但聚合会不充分、产品中单体残留高、产品容易变黄，质量稳定性差，所以单纯的热引发聚合过程控制要求比较高；而且，在热引发聚合工艺中，初期还是需要把整个的物料加热的一定温度的，因为物料料液中含有有超过一半儿多的都是水分，所以前期升温过程也会需要耗费大量的热能，反应时间相对较长，工艺控制要求较高，产品质量稳定性相对较差。总之，上述现有聚丙烯酸盐高吸水性树脂及其制备方法，普遍存在反应时间较长、 单体残留较高、产品质量稳定性较差或投资大、生产效率低等缺点，在实际生产应用中受到一定的限制
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的之一在于提供了一种聚丙烯酸盐高吸水性树脂。本专利技术的目的之二在于提供了所述聚丙烯酸盐高吸水性树脂的制备方法；该方法投资小、生产效率高、单体残留低、产品使用安全性高。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种聚丙烯酸盐高吸水性树脂，包括如下配比的原料丙烯酸23.2-44.6 ( wt%)碱性物质7.3-20.5 ( wt% )去离子水36.5-66.7 ( wt% )共聚单体0.02-2 ( wt% )交联剂50-500 (ppm)复合引发剂100-2000 (ppm)所述丙烯酸、碱性物质、去离子水和共聚单体之和为100(wt% )；其中，所述复合引发剂由光引发剂和热引发剂组成，光引发剂的含量为50 500ppm ；所述共聚单体是指丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、纤维素中的一种或几种组合物。其中，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨水中的一种或几种组合物。所述交联剂为N，N’_亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇、丙三醇、一缩二乙醇双丙烯酸酯、丙三醇二丙烯酸酯或丙烯酸烯丙基酯中的一种或几种组合物。所述光引发剂为二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-异丙基硫杂蒽酮、苯偶姻异丙醚中的一种或几种组合物。所述热引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水、亚硫酸氢钠、亚铁盐中的一种或几种组合物。制备所述聚丙烯酸盐高吸水性树脂的方法，包括如下制备步骤步骤A、先在35°C下用碱性物质配制质量百分比浓度为20% 35%的碱性溶液， 然后缓慢地逐步加入所述量的丙烯酸，得到未完全中和的丙烯酸混合溶液，最后再加入所述量的去离子水，加入丙烯酸的过程中控制中和反应体系温度为35°C以下；步骤B、往步骤A所制得的丙烯酸混合溶液中，分先后依次加入所述量的共聚单体、交联剂、复合引发剂，然后进行搅拌，搅拌至所述共聚单体、交联剂、复合引发充分溶解并混合均勻，得到丙烯酸料液；在条件许可的情况下，通氮置换或用真空强制排出料液溶解的空气等，准备进入下一步聚合反应；步骤C、先将步骤B中得到的丙烯酸料液转移到至少有一面是透明的容器中，然后把装有丙烯酸料液的容器放置在紫外光下照射5 30分钟，紫外光强度为50 400UW/cm2 ； 当然也可以用太阳光进行照射，或者用Y射线或电子束来引发聚反应；步骤D、当容器内温度达到80 100°C时，料液已经聚合凝胶化成胶块得到初级聚合的胶块，移走照射光源，静置3 10小时，得到聚合物凝胶。也可以把初级聚合的胶块堆积起来与外界隔热或放置于一定温度的烘箱(房)，维持整个环境温度，以促进初级聚合的胶块中残留的大量的游离态单体或低聚物进行深度热引发聚合和交联，从而能够达到最终降低产品单体残留量的目的；当然，也可以在不移除活性能量射线的照射下，继续进行深度聚合交联，复合热引发剂的加入也同样能够在固态胶块中促进游离态单体的聚合转化率， 从而达到降低最终产品的单体残留量的目的；步骤E、将步骤D中得到的聚合物凝胶，经过破碎、造粒、烘干、磨粉、筛分，得到所述聚丙烯酸盐高吸水性树脂。较佳地，步骤A中，所述碱性溶液的用量与丙烯酸按照摩尔百分比计算，优选 0.6 0.9 1 ；所述去离子水的用量与丙烯酸混合溶液按照体积百分比计算，优选0.25 0.45 1。较佳地，步骤A中，所述碱性溶液的用量与丙烯酸按照摩尔百分比计算，优选 0.7 0.85 1 ；所述去离子水的用量与丙烯酸混合溶液按照体积百分比计算，优选0.3 0.45 1。较佳地，步骤B中，交联剂的用量，按照摩尔百分比计算，优选共聚单体的 0. Olmol % 0. Imol %。本专利技术还可以根据对初级形态的高吸水性树脂的使用要求，有选择性地进行表面交联处理工序，经过表面处理的高吸水性树脂的综合性能普遍提高，如负载吸收能力、防潮性、分散性等。更能适用于生理卫生用品、光缆阻水等更为广泛的应用领域。一般情况下，高分子聚合反应在一种连续的不间断的反应条件下一步完成，对于提高最终产品聚合度会比较有优势，所以目前的生产工艺基本上都是一次完成聚合交联反应的，但我们在实践中发现，多数情况下经过二次聚合交联反应的要比一次聚合交联反应要好。本专利技术是将有限量的碱性物质与丙烯酸进行部分中和，部分中和后的丙烯酸混合溶液在共聚单体、交联剂、复合引发剂作用下进行自由基聚合的交联反应，从而得到具有独特体型网络结构的水凝胶交联聚合物，最后通过造粒和加热干燥水凝胶交联聚合物，制得到同时具有水溶胀性和水不溶性的高分子聚合物-高吸水性树脂；其中，复合引发剂进行作用时，就是采用两次分段聚合，当然也可以采用二次辐照聚合、二次或多次热聚合的方式，但是经过反复试验，发现光引发结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚丙烯酸盐高吸水性树脂，其特征在于，包括如下配比的原料：所述丙烯酸、碱性物质、去离子水和共聚单体之和为１００（ｗｔ％）；其中，所述复合引发剂由光引发剂和热引发剂组成，光引发剂的含量为５０ｐｐｍ～５００ｐｐｍ；所述共聚单体是指丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉、纤维素中的一种或几种组合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜于海，肖广州，石炳辉，柴松锋，
申请(专利权)人：东莞市赛璞实业有限公司，
类型：发明
国别省市：44