專利名稱：生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能高分子材料，更具體的說是一種生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
高吸水性樹脂是近年來開發(fā)出的一種含有強(qiáng)親水性基團(tuán)、適度交聯(lián)的新型功能高分子材料，一般能吸收自身重量的幾百倍甚至上千倍的水分。與傳統(tǒng)的海棉、衛(wèi)生紙、紗布、脫脂棉等吸水材料相比，高吸水性樹脂具有吸水率高，吸水速度快，保水性好，重量輕，受壓后不易脫水等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)林以及建材等許多領(lǐng)域。
高吸水性樹脂種類很多，從原料來源可分為淀粉類，纖維素類，合成高分子類三大系列。其中合成高分子類高吸水性樹脂被認(rèn)為是最有希望的吸水性樹脂。目前用于生理衛(wèi)生的高吸水性樹脂是以丙烯酸為原料的高吸水聚合物，因為丙烯酸對人體無毒無害。然而作為生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂除其原料對人體無害外還具有吸生理鹽水(0.9％NaCl溶液)速度快，吸鹽水倍數(shù)高，保鹽水性能好，吸液后樹脂表面干爽疏松，使人感到舒適。為了制備這種高吸水性樹脂，研究者們對其進(jìn)行不懈的努力，例如，日本專利JP02-17411透露，以丙烯酸為原料制備的顆粒狀高吸水性樹脂與多元醇、水以及乙醇組成的表面處理劑進(jìn)行混合，在150～250℃下進(jìn)行干燥可得到衛(wèi)生用高吸水性樹脂；中國專利CN1229808A公開的題為“吸水劑及其制造方法和應(yīng)用”中所述，在以丙烯酸鈉為原料制備的高吸水性樹脂顆粒(φ150～500μm)與氨基多羧酸、丙二醇、乙二醇二縮水甘油醚、水、異丙醇組成的表面交聯(lián)劑混合，于210℃加熱45min可獲得具有優(yōu)異的耐尿性，并具有對任何尿液組成都穩(wěn)定且隨時間的推移改變很小的衛(wèi)生材料用高吸水性樹脂；中國專利CN1528795A公開，交聯(lián)聚丙烯酸鈉經(jīng)干燥、破碎篩分出80目的顆粒料與多元醇、鋁鹽、非離子型交聯(lián)劑MTB以及水組成的復(fù)合表面改性劑混合，于120℃干燥制得衛(wèi)生用高吸水性樹脂。然而，他們選用的表面處理劑存在著不足之處①選用成本高的表面交聯(lián)劑使產(chǎn)品成本提高；②表面處理劑中添加了部分水，使混合后的吸水性樹脂顆粒被粘連，導(dǎo)致烘干后表面交聯(lián)不均勻，影響產(chǎn)品性能；③表面處理烘干溫度過高或過長，使產(chǎn)品表面變色，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種性能優(yōu)良的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂的制備方法。
本發(fā)明的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂的制備方法，包括采用自由基引發(fā)絕熱聚合方式，在聚合釜中加入丙烯酸單體、NaOH水溶液進(jìn)行中和，加入親水性有機(jī)溶劑、天然高分子、交聯(lián)劑、引發(fā)劑，通入高純氮氣驅(qū)氧進(jìn)行絕熱聚合，然后造粒，防粘處理，烘干，粉碎，篩分，表面處理后得到最終產(chǎn)物，其特征在于本發(fā)明在聚合過程中添加親水性有機(jī)溶劑和天然高分子，在適宜的用量下，將有助于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，并提高產(chǎn)物的吸液倍數(shù)和吸液速度；本發(fā)明用的親水性有機(jī)溶劑優(yōu)選的是一元醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇等，加入量為對丙烯酸單體重量的0.5～10％；如果小于0.5％，沒有效果；如果大于10％，則反而降低吸液倍數(shù)，最好是0.5～3％為宜。本發(fā)明中采用的天然高分子，優(yōu)選是淀粉、纖維素、明膠等，加入量為對單體的0.5～10％，最好是1～3％，如果小于0.5％，則效果不佳，如果大于10％，則吸液速度慢，并且吸液后使樹脂發(fā)粘不干爽。將聚合物膠體用防粘劑防粘處理，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選采用的防粘劑，是由100份溶劑油和0.1～10份pluronic聚醚(聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的聚醚)非離子表面活性劑組成，適宜用量是對100份干樹脂用2～10份防粘劑，適宜用量是對干樹脂重量的2～10％。本發(fā)明將聚合物膠體用這種特定的防粘劑防粘處理后烘干，不但防止在烘干過程中粘連，同時改善吸水樹脂表面性能。本發(fā)明進(jìn)一步措施是，經(jīng)干燥、破碎、篩分出的聚合物顆粒，再用復(fù)合表面處理劑進(jìn)行處理，采用的復(fù)合表面處理劑是由100份無水醇、0.1～0.8份甘油、0.05～0.5份pluronic聚醚(聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的聚醚)組成，烘干溫度為170～190℃，烘干時間為10～30分鐘。經(jīng)選定的復(fù)合表面處理劑進(jìn)行處理，不但能保證高吸水性樹脂表面不改變特性、不變黃，還能大大提高吸水速度，并有效保證樹脂吸收生理鹽水后保水率提高，得到性能優(yōu)良的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂。采用的交聯(lián)劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油醚，適宜用量為丙烯酸單體重量的0.01～3％，最好是0.02～1％，如果小于0.02％，則交聯(lián)度低，水溶物多，吸液倍數(shù)過高且吸液后發(fā)粘；如果大于1％，則交聯(lián)密度過大，吸液速度和倍數(shù)均降低。采用的氧化劑是過硫酸鉀(鈉、銨)，適宜用量是對丙烯酸單體重量的0.001～2％，如果小于0.001％則引發(fā)聚合太慢；如果大于2％，則引發(fā)聚合太快，均影響吸水樹脂的性能，最好是丙烯酸單體重量的0.005～0.1％為好。采用的還原劑是亞硫酸鉀(鈉)、偏重亞硫酸鉀(鈉)、亞硫酸氫鈉等，適宜用量為對丙烯酸單體重量的0.0005～2％，如果過低或過大，則得不到性能好的吸水性樹脂，最好是丙烯酸單體重量的0.002～0.05％。
本發(fā)明采用的丙烯酸水溶液濃度最好控制在15～30％，中和度為60～90％，引發(fā)溫度為15～30℃，絕熱聚合時間為2～5小時。
本發(fā)明以對人體無害的丙烯酸為原料，采用自由基水溶液聚合方法，加入NaOH中和，然后加入親水性有機(jī)溶劑、天然高分子、交聯(lián)劑，通入高純氮氣驅(qū)氧，再加入氧化-還原引發(fā)劑水溶液進(jìn)行絕熱聚合，得到聚合物膠體。將聚合物膠體進(jìn)行造粒同時防粘處理，干燥，破碎，篩分得30～100目高吸水性樹脂顆粒后與復(fù)合表面處理劑混合均勻于170～190℃干燥10～30分鐘得到生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂。
本發(fā)明方法制備的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂吸生理鹽水倍數(shù)為55～65g/g；吸生理鹽水速度為20～40s；保生理鹽水率為38～42g/g；堆積密度為0.65～0.78g/cm3吸液后干爽，可用于嬰兒尿(褲)布、婦女衛(wèi)生巾、成人失禁尿墊(片)等衛(wèi)生護(hù)理用品。本發(fā)明的特點及技術(shù)效果是①在聚合過程中添加親水性有機(jī)溶劑和天然高分子，在適宜的用量下，將有助于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，并提高吸液速度和吸液倍數(shù)；②將聚合物膠體用選定的防粘劑處理，以防止在烘干過程中粘連，同時改善樹脂表面交聯(lián)度，提高表面性能；③經(jīng)干燥、破碎、篩分出的樹脂顆粒再經(jīng)本發(fā)明的復(fù)合表面處理劑進(jìn)行表面處理烘干，可以得到多方面性能優(yōu)越的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂。
具體實施例實施例1.
在200L配料釜中加入22kg丙烯酸和31kg水，開動攪拌同時致冷下徐徐加入20％NaOH水溶液46kg進(jìn)行中和，降溫至40℃加入0.22kg無水乙醇、0.22kg淀粉，攪拌30分鐘后加入4.4×10-3kgN，N-亞甲基雙丙烯酰胺繼續(xù)攪拌溶解30分鐘，同時降溫至20℃，放入200L聚合釜內(nèi)，通入高純氮氣驅(qū)氧同時加入10％過硫酸銨水溶液0.22kg和10％亞硫酸氫鈉水溶液0.11kg，過誘導(dǎo)期30分鐘后引發(fā)，停止氮氣，關(guān)閉放空閥，進(jìn)行絕熱聚合180分鐘，將聚合好的膠體壓料造粒，同時用0.66kg防粘劑(100g溶劑油、1g pluronic聚醚組成)處理，烘干、破碎、篩分得30～100目吸水樹脂顆粒。然后用0.44kg復(fù)合表面處理劑(100g無水乙醇、0.1g甘油、0.3g pluronic聚醚組成)混合均勻后于190℃烘干20分鐘，即可得到性能優(yōu)良的高吸水性樹脂，結(jié)果列于表1。
實施例2.
在200L配料釜中加入17.5kg丙烯酸和50kg水，開動攪拌同時在致冷下徐徐加入20％NaOH水溶液31.6kg進(jìn)行中和，降溫至30℃，加入0.11kg甲基纖維素，充分溶解后加入1.32×10-2kgN，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)溶解30分鐘，將混合液放入200L聚合釜內(nèi)通入高純氮氣驅(qū)氧同時加入10％APS水溶液0.11kg和10％SHS水溶液0.06kg，40分鐘誘導(dǎo)期過后開始引發(fā)，停止通氮氣，關(guān)閉放空閥，進(jìn)行絕熱聚合210分鐘，將聚合好的膠體壓料造粒，用0.8kg防粘劑(100g溶劑油、0.5g pluronic聚醚組成)處理，烘干、破碎、篩分得30～100目聚合物顆粒。然后用0.42kg復(fù)合表面處理劑(100g無水乙醇、0.7g甘油、0.05g pluronic聚醚組成)混合均勻后于170℃烘干30分鐘，即可得到性能優(yōu)良的高吸水性樹脂，結(jié)果列于表1。
實施例3.
在200L配料釜中加入25.6kg丙烯酸和15kg水，開動攪拌同時在致冷下徐徐加入20％NaOH水溶液56.9kg進(jìn)行中和，降溫至40℃加入0.66kg甲醇和0.66kg淀粉，攪拌30分鐘后加入2.6×10-2kg甘油，攪拌20分鐘后降溫至15℃，將混合物放入200L聚合釜內(nèi)，通入高純氮氣驅(qū)氧同時加入10％APS水溶液0.256kg和10％SHS水溶液0.13kg，20分鐘誘導(dǎo)期過后開始引發(fā)，停止通氮氣，關(guān)閉放空閥，進(jìn)行絕熱聚合180分鐘，將聚合好的膠體按實施例1進(jìn)行處理，結(jié)果列于表1。
實施例4.
在200L配料釜中加入22kg丙烯酸和24kg水，開動攪拌同時在致冷下徐徐加入20％NaOH水溶液52.5kg進(jìn)行中和，降溫至40℃加入0.44kg異丙醇、0.22kg羧甲基纖維素鈉，攪拌30分鐘后加入1.1×10-2kg甲基丙烯酸縮水甘油醚，繼續(xù)攪拌溶解30分鐘同時降溫至20℃，將混合物放入200L聚合釜內(nèi)，通入高純氮氣驅(qū)氧同時加入10％APS水溶液0.22kg和10％SHS水溶液0.11kg，36分鐘誘導(dǎo)期過后開始引發(fā)，停止通氮氣，關(guān)閉放空閥，進(jìn)行絕熱聚合160分鐘，將聚合好的膠體壓料造粒，用0.5kg防粘劑(100g溶劑油、3g pluronic聚醚組成)處理，烘干、破碎、篩分得30～100目聚合物顆粒。然后用0.6kg復(fù)合表面處理劑(100g無水乙醇、0.5g甘油、0.5g pluronic聚醚組成)處理后于180℃烘干12分鐘，即可得到性能優(yōu)良的高吸水性樹脂，結(jié)果列于表1。
實施例5.
在200L配料釜中加入20.8kg丙烯酸和32.3kg水，開動攪拌同時在致冷下徐徐加入20％NaOH水溶液46.2kg進(jìn)行中和，降溫至40℃加入0.44kg甲醇和0.11kg明膠充分溶解后加入1.32×10-2kgN，N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌溶解后降溫至25℃，將混合物放入200L聚合釜內(nèi)，通入高純氮氣驅(qū)氧同時加入10％KPS水溶液0.13kg和10％偏重亞硫酸鉀水溶液0.07kg，28分鐘誘導(dǎo)期過后開始引發(fā)，停止通氮氣，關(guān)閉放空閥，進(jìn)行絕熱聚合240分鐘，將聚合好的膠體按實施例1進(jìn)行處理，結(jié)果列于表1。
比較例1.
除不加入無水乙醇和淀粉，其余同實施例1，結(jié)果列于表1.
比較例2.
除將聚合物膠體不進(jìn)行防粘處理，其余同實施例1，結(jié)果列于表1.
比較例3.
除將30～100目吸水性樹脂顆粒不做表面處理外其余同實施例1，結(jié)果列于表1.
表1

注○不粘，干爽，好；△稍粘，差；×粘，手感很差試驗用水為0.9％NaCl生理鹽水
權(quán)利要求
1.一種生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂的制備方法，包括采用自由基引發(fā)絕熱聚合方式，在聚合釜中加入丙烯酸單體、NaOH水溶液進(jìn)行中和，加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑，通入高純氮氣驅(qū)氧進(jìn)行絕熱聚合，然后造粒，防粘處理，烘干，粉碎，篩分，表面處理后得到最終產(chǎn)物，其特征在于本發(fā)明在聚合過程中添加親水性有機(jī)溶劑和天然高分子，將有助于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，并提高產(chǎn)物的吸液倍數(shù)和吸液速度。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的親水性有機(jī)溶劑是甲醇、無水乙醇、異丙醇等一元醇，加入量為對丙烯酸單體重量的0.5～3％；所述的天然高分子是淀粉、纖維素、明膠等，加入量為對丙烯酸單體重量的1～3％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于防粘處理的防粘劑是由100份溶劑油和0.1～10份聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的聚醚組成，適宜用量是對干樹脂重量的2～10％。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于經(jīng)干燥、破碎、篩分出的聚合物顆粒，再用復(fù)合表面處理劑進(jìn)行處理，所述的復(fù)合表面處理劑是由100份的無水乙醇、0.1～0.8份的甘油和0.05～0.5份的pluronic聚醚組成，適宜用量是對干樹脂重量的1～5％。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的烘干溫度是100～120℃；。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于表面處理溫度是170～190℃，時間為10～30分鐘。
7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油醚、甘油、氫氧化鋁等，加入量為對丙烯酸單體重量的0.02～1％；所述的引發(fā)劑是氧化-還原引發(fā)劑，其中氧化劑是過硫酸鉀(鈉、銨)，加入量為對丙烯酸單體重量的0.005～0.1％，還原劑是亞硫酸鉀(鈉)、偏重亞硫酸鉀(鈉)、亞硫酸氫鈉等，加入量為0.002～0.05％。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)聚合是在15～30℃下的絕熱聚合，聚合時間是2～5小時。
9.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于經(jīng)干燥、破碎、篩分出的聚合物顆粒，再用復(fù)合表面處理劑進(jìn)行處理，所述的復(fù)合表面處理劑是由100份的無水乙醇、0.1～0.8份的甘油和0.05～0.5份的pluronic聚醚組成，適宜用量是對干樹脂重量的1～5％。
10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于表面處理溫度是170～190℃，時間為10～30分鐘。
全文摘要
在聚合釜中加入丙烯酸單體、NaOH水溶液進(jìn)行中和，加入親水性有機(jī)溶劑、天然高分子、交聯(lián)劑、引發(fā)劑，通入高純氮氣驅(qū)氧進(jìn)行絕熱聚合，然后造粒，防粘處理，烘干，粉碎，篩分，表面處理后得到最終產(chǎn)物。在聚合過程中添加親水性有機(jī)溶劑和天然高分子，有助于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，并提高產(chǎn)物的吸液倍數(shù)和吸液速度；聚合物膠體用防粘劑防粘處理后烘干，防止在烘干過程中粘連，同時改善吸水樹脂表面性能；聚合物顆粒用復(fù)合表面處理劑進(jìn)行處理后，得性能優(yōu)良的生理衛(wèi)生用高吸水性樹脂；具有優(yōu)異的保水性能、高的吸水倍數(shù)和吸水速度，最突出的是吸水后疏松干爽舒適，可用于尿布、衛(wèi)生巾等用品。
文檔編號A61L15/16GK1955201SQ20051004757
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者車吉泰, 孫艷霞, 程芹, 崔祜徽, 李巍 申請人:大連廣匯化學(xué)有限公司