[發明專利]一種超吸水性聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010318703.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111333880B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王曉;紀學順;劉懿平;丁明強;王剛;趙帥;趙鎮;田云;馬磊;賈海東;孫家寬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08L33/02;C08L71/02;C08K3/30;C08F283/06;C08F220/06;C08F216/12
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一種超吸水性聚合物及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：在≤20℃下，將含有羧基的烯屬不飽和單體和/或其鹽、氧化劑、還原劑和含有雙鍵化合物的內交聯劑接觸引發聚合反應，得到水凝膠；將所述水凝膠破碎擠壓后與中和劑接觸進行中和反應，制得膠體粒子；所述膠體粒子經干燥、研磨和篩分后，通過與表面交聯劑接觸進行表面交聯處理，得到超吸水性聚合物樹脂；其中，所述表面交聯劑至少包括沒食子酸環氧樹脂。本發明的方法使所得SAP樹脂的表面交聯作用增強，在改善了其通液性能的同時，可確保SAP樹脂優異的加壓性能和吸液速率。

技術領域

本發明涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一種性能得到改善的超吸水性聚合物及其制備方法。

背景技術

超吸水性聚合物(SAP，Superabsorbent Polymers)是一種能夠吸收其自身重量的約500倍至約1000倍水分的合成聚合物材料，可廣泛應用于衛生制品，例如，兒童用紙尿布、女性衛生用品、成人紙尿褲等。未來，隨著全球老齡化的趨勢進一步增強，其市場需求具有較大空間。

目前，已知的用于衛生制品的材料主要是聚丙烯酸及其鈉鹽的系列產品，其中，約有95％是采用水溶液聚合工藝制備得到，另有約5％采用反向懸浮工藝制備得到。水溶液聚合工藝分為兩類：一類是帶式工藝，一般在聚合時通過熱引發，利用中和熱產生的溫度引發聚合反應；其反應速率快、溫度高，但是反應時間短，會導致SAP樹脂中殘留單體的含量較高，可萃取物含量偏高，長期反滲性能差；另一類是釜式工藝，聚合初期通過低溫的氧化-還原引發劑引發，并利用后期的溫度上升繼而用熱引發劑熱引發；雖然所用的反應時間長，包括保溫時間一般會持續5-10小時，但是殘留單體的含量低，可萃取物含量少，形成的分子鏈骨架結構更長，適用于對長期反滲要求較高的領域。

對于SAP樹脂而言，其吸水能力、吸液速率、加壓性、通液性等性能指標之間是相互制約的。通常而言，吸液速率快的SAP粒子會堵塞粒子內部孔道，導致后期吸液能力不足，且凝膠結塊較為嚴重，通液性能下降；總之，要實現SAP樹脂各個性能的平衡，需要做進一步研究。

針對制備超吸水性聚合物采用的水溶液聚合工藝，現有技術選擇二次表面交聯或者添加無機粒子等手段來提高其通液性。例如，諾爾生物的專利文件(其公開號為CN106987075 A和CN102702656 A)公布了一種低溫下聚合并經過多次表面交聯的吸水性樹脂的制備方法，可以制備具有優異通液性能和凝膠強度的吸水性樹脂。

專利文件CN 107406595 A公開了一種通過兩次表面交聯、且兩次表面交聯采用的交聯劑不同的手段制備SAP粒子。發明人通過兩次交聯旨在實現聚合物中的多重殼結構，改善樹脂結塊的問題。

專利文件CN 107428948 A公開了一種通過不同方法進行表面交聯制備SAP粒子的方法，可使用多元醇、多價金屬鹽、多元縮水甘油醚作為表面交聯劑進行不同的表面交聯處理，然而，由于使用的表面交聯劑均含EO鏈段結構，分子鏈偏軟，且在高溫烘烤反應階段可能會發生降解，從而導致SAP的綜合性能會有下降。

以上現有專利文件中，采用了多次表面交聯的手段提升SAP粒子的通液性，但是其工藝過程也更為復雜，效率較低。

總而言之，衛生制品的SAP樹脂需要低的單體殘留率、長期反滲透性低，具有低的可萃取物含量和其它性能，比如，保水性、加壓性、通液性能的綜合。而要滿足的這樣的綜合性能，需要對交聯處理時選用的表面交聯劑進行深入研究。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術在制備超吸水性聚合物時綜合性能無法滿足要求的缺陷，提供性能得到改善的超吸水性聚合物(SAP)及其制備方法，該方法使所得SAP樹脂的表面交聯作用增強，在改善了其通液性能的同時，可確保SAP樹脂優異的加壓性能和吸液速率。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

在一個方面，提供一種超吸水性聚合物，其聚合反應的原料包括如下各組分：