[發(fā)明專利]可控吸速的聚丙烯酸系吸水樹(shù)脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011212449.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112300523B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧子旭;胡健;杭淵;徐科峰;周靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜興丹森科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L33/02
• 分類號(hào): C08L33/02;C08L71/02;C08K5/1545;C08K5/053;C08K5/1515;C08K5/098;C08K5/09;C08K5/103;C08K5/42;C08F220/06;C08F222/20;C08J3/24
• 代理公司: 上海微策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 史玉婷

本發(fā)明涉及吸水樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域，具體的更涉及可控吸速的聚丙烯酸系吸水樹(shù)脂及其制備方法，該吸水樹(shù)脂至少包括(a)含有表面改性劑的吸水樹(shù)脂、(b)至少一種與吸水樹(shù)脂上的羧基反應(yīng)形成共價(jià)鍵的活性單體以及(c)至少一種熔點(diǎn)為56～200℃、比重大于1的固體狀有機(jī)酸或其衍生物；其中，所述固體狀有機(jī)酸或其衍生物在聚丙烯酸系吸水樹(shù)脂中的含量為0.02～1wt％。吸水樹(shù)脂在使用過(guò)程中，液體與芯體接觸不會(huì)被快速吸收，而擴(kuò)散到邊緣部位，實(shí)現(xiàn)與液體直接接觸部位和邊緣部位吸液量相近，提升樹(shù)脂的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸水樹(shù)脂技術(shù)領(lǐng)域，具體的更涉及可控吸速的聚丙烯酸系吸水樹(shù)脂及其制備方法；這樣的可控吸速的聚丙烯酸系吸水樹(shù)脂具有初期吸速慢、中期和后期吸速快的吸液特點(diǎn)，可有效提升吸水樹(shù)脂用于吸收性物品中吸液過(guò)程的利用率。該類型的吸水樹(shù)脂本身或作為吸水材料的一部分十分有用，可被摻入到吸收制品中例如：紙尿布(一次性尿布)、衛(wèi)生巾、失禁墊、床墊、寵物墊、創(chuàng)傷護(hù)理材料、建筑材料、土壤保水材料等制品中使用。

背景技術(shù)

高吸水性聚合物(Super absorbent polymer，SAP)又稱高吸水樹(shù)脂，是一種含有強(qiáng)親水性基團(tuán)，不溶于水，但可以吸收自重?cái)?shù)十、數(shù)百甚至上千倍水的交聯(lián)聚合物。已知高吸水樹(shù)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(yáng)離子型單體的交聯(lián)體等。在紙尿褲、失禁護(hù)墊、生理衛(wèi)生巾等衛(wèi)生用品和土壤保濕劑等領(lǐng)域中，廣泛使用以親水性纖維(例如紙漿)和高吸水樹(shù)脂為主原料組成的吸收體。

近年來(lái)，紙尿褲、衛(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生材料結(jié)構(gòu)向著薄型化方向發(fā)展。所以，作為由例如吸水樹(shù)脂和親水性纖維組成的整個(gè)吸收結(jié)構(gòu)而言，增加衛(wèi)生材料中吸水樹(shù)脂的相對(duì)含量成為趨勢(shì)。具體而言，通過(guò)降低親水性纖維(具有低的堆密度)的用量及增加吸水樹(shù)脂(吸液量大且堆積密度高)的用量，由此，通過(guò)提高吸收體中吸水劑的比率來(lái)降低衛(wèi)生材料的厚度。然而，從簡(jiǎn)單存儲(chǔ)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(shù)脂的比率的衛(wèi)生材料是有利的，但在考慮衛(wèi)生制品實(shí)際使用情況下的液體分配與擴(kuò)散時(shí)，卻會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。

通過(guò)增加吸水劑粒徑來(lái)提升液體滲透性則會(huì)導(dǎo)致吸水劑比表面積大幅度降低，體現(xiàn)為實(shí)際使用過(guò)程中吸取液體的速度明顯劣化，液體與衛(wèi)生制品接觸時(shí)，因其吸液速度(Absorption speed，AS，單位質(zhì)量吸水劑在單位時(shí)間內(nèi)的液體吸收量)不足導(dǎo)致大量液體泄漏至衛(wèi)生制品外或返滲液體量增加，帶來(lái)嬰幼兒皮膚紅疹及一系列衛(wèi)生問(wèn)題。

據(jù)我們初步研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)吸水樹(shù)脂微觀表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在粒徑較大吸水樹(shù)脂表面精確控制產(chǎn)生特定尺寸大小的氣孔或凸起可以有效兼顧樹(shù)脂的高吸液速度和高液體滲透性。在該種結(jié)構(gòu)中，特定尺寸大小的氣孔和凸起可以有效增加樹(shù)脂的比表面積，尺寸過(guò)大則會(huì)不具有增加比表面積效果，過(guò)小則會(huì)形成閉孔結(jié)構(gòu)，同樣無(wú)效；同時(shí)，顆粒較大的粒徑賦予溶脹凝膠較寬的孔道間隙，具有該特征的吸水樹(shù)脂適用于薄型化衛(wèi)生制品。

現(xiàn)今階段，在不改變樹(shù)脂粒徑而賦予樹(shù)脂較高的比表面積的技術(shù)主要包括三種：(1)通過(guò)物理或化學(xué)發(fā)泡方法制備得到多孔結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂(例如EP0295438B、WO1994022502A、EP0644207B、EP0538983B、US20050137546A、CN102225981A、US20120258851A、CN103857714A、CN1668343A、CN1296981A、CN101050244A、CN101143913A、CN101423588A、CN104448155A、CN102311557A、CN104448102A、CN103214616A、CN103476811A、CN103857714A、CN105377921A、CN102317329A、CN102010560A)；(2)采用微粉造粒制備附聚顆粒型吸水樹(shù)脂(例如EP0591168A)；(3)添加表面處理劑(如粘土、無(wú)機(jī)材料等)來(lái)增加吸水樹(shù)脂的吸液速率(例如US20050239942A、WO2005120221A)。其中，研究較多且較為有效的方法為發(fā)泡聚合策略。