[發(fā)明專利]聚丙烯酸系吸水性樹脂的制造方法

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111116947A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 顧子旭;胡健;徐亮;徐科峰;杭淵
• 申請（專利權）人: 宜興丹森科技有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/12;C08L33/02
• 代理公司: 蘇州佳博知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32342
• 代理人: 唐毅

一種聚丙烯酸系吸水樹脂的制造方法，其包括如下步驟：獲得含有丙烯酸系單體和交聯(lián)劑水溶液；將含有丙烯酸系單體和交聯(lián)劑的水溶液進行聚合反應，得到水含量為30～80重量％凝膠狀交聯(lián)聚合物；將含水凝膠狀交聯(lián)聚合物在聚合反應過程中或聚合反應結束后，在高剪切和/或擠壓作用力下，與數(shù)均粒徑為1～200微米的聚丙烯酸系吸水樹脂顆粒混合，粉碎成數(shù)均粒徑為50微米～1毫米凝膠顆粒；對粉碎后的凝膠顆粒采用溫度為80～170℃加熱介質(zhì)進行加熱干燥，得到水含量為0.1～10wt％的交聯(lián)聚合物；對干燥后交聯(lián)聚合物進行細粒化并篩分制備吸水樹脂顆粒。可以高效地生產(chǎn)具有低液體回流量和高速吸液速率的吸水樹脂的方法，并獲得一種具有高速吸液速率的吸水樹脂。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有高吸液速率的吸水樹脂及其制造方法。具體適用于吸收性物品，例如：紙尿布(一次性尿布)、衛(wèi)生巾、失禁墊、床墊、寵物墊、創(chuàng)傷護理材料、建筑材料、土壤保水材料等制品中。

背景技術

高吸水性聚合物(Super absorbent polymer，SAP)又稱高吸水樹脂，是一種含有強親水性基團，不溶于水，但可以吸收自重數(shù)十、數(shù)百甚至上千倍水的交聯(lián)聚合物。已知高吸水樹脂有聚丙烯酸部分中和后的交聯(lián)體、淀粉—丙烯酸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、丙烯腈共聚物的交聯(lián)體、丙烯酰胺共聚物的交聯(lián)體及陽離子型單體的交聯(lián)體等。在紙尿褲、失禁護墊、生理衛(wèi)生巾等衛(wèi)生用品和土壤保濕劑等領域中，廣泛使用以親水性纖維(例如紙漿)和高吸水樹脂為主原料組成的吸收體。

近年來，紙尿褲、衛(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生材料結構向著薄型化方向發(fā)展。所以，存在著增加每一片衛(wèi)生材料中吸水樹脂含量，而吸水樹脂相對于由例如吸水樹脂和親水性纖維組成的整個吸收結構的質(zhì)量增加的趨勢。具體而言，通過降低親水性纖維(具有低的堆密度)的用量及增加吸水樹脂(吸液量大且堆積密度高)的用量，由此，通過提高吸收體中吸水劑的比率來降低衛(wèi)生材料的厚度。然而，從簡單存儲液體的角度看，按上述方法減少了親水性纖維的比率及增加了吸水樹脂的比率的衛(wèi)生材料是有利的，但在考慮衛(wèi)生制品實際使用情況下的液體分配與擴散時，卻會產(chǎn)生一些問題。

吸水樹脂吸收水分溶脹后會變成柔軟的凝膠狀，導致一種所謂的“凝膠堵塞”現(xiàn)象，該現(xiàn)象顯著地阻礙了液體的滲透和擴散，導致液體在衛(wèi)生材料中滲透性(體現(xiàn)為凝膠床滲透性，Gel bed permeablity，GBP)急劇下降。結果，實際使用過程中，液體難以到達除衛(wèi)生材料加液體中心的四周位置，導致離該中心較遠的吸水劑無法持續(xù)有效發(fā)揮功能，且增加吸水劑含量所帶來的效果無法充分表現(xiàn)出，從而衛(wèi)生材料在實際使用情況下的吸收容量會大幅低于理論值。為了避開這類問題且維持吸收體的吸液容量，就必然地要限制親水性纖維與吸水劑之間的比率，而這也使得衛(wèi)生材料的薄型化達到了極限。因此，若想突破薄型化衛(wèi)生制品的極限，吸水劑的滲透性能必須要有大幅提升。

影響吸水樹脂滲透性能的本質(zhì)因素為溶脹凝膠顆粒之間的間隙大小。當溶脹凝膠顆粒粒徑較大時，凝膠堆積密度較小，顆粒間隙大，液體在凝膠顆粒間的流動性優(yōu)異，體現(xiàn)為滲透性能優(yōu)異。但是，通過增加吸水劑粒徑來提升液體滲透性則會導致吸水劑比表面積大幅度降低，體現(xiàn)為實際使用過程中吸取液體的速度明顯劣化，液體與衛(wèi)生制品接觸時，因其吸液速度(Absorption speed，AS，單位質(zhì)量吸水劑在單位時間內(nèi)的液體吸收量)不足導致大量液體泄漏至衛(wèi)生制品外或返滲液體量增加，帶來嬰幼兒皮膚紅疹及一系列衛(wèi)生問題。

吸水樹脂粒徑變小可以有效解決吸液速度不足的問題，但是，小顆粒則會堆積密度過大，顆粒間間隙縮小，降低了水溶性液體通過顆粒間時的通液性降低。即，發(fā)生所謂的凝膠堵塞現(xiàn)象，粒徑越小，越易產(chǎn)生凝膠堵塞現(xiàn)象。因此，在使用吸水樹脂時，要同時考慮上述兩個矛盾參數(shù)：吸水速度及液體滲透性。傳統(tǒng)的樹脂結構難以同時兼顧吸水速度和液體滲透性，如何獲得同時具有高吸液速度和高液體滲透性的產(chǎn)品來適應薄型化衛(wèi)生制品的需求成為當今階段的熱點和難點。