[发明专利]一种高性能丙烯酸吸水树脂及其制备方法

说明书

本发明公开一种高性能丙烯酸吸水树脂及其制备方法。在盐水溶液中丙烯酸和一种环状多烯大单体聚合交联，经过沉淀、过滤、洗涤，然后分散在有机溶剂中，再利用一种复配的表面交联助剂溶液进行表面交联，得到的丙烯酸吸水树脂，产品同时兼具吸液倍率、离心保水量和0.7psi加压倍率高和可萃取物含量低的特点，所制备的产品广泛应用于卫生、园林、农业、工业生产和生活中。

技术领域

本发明涉及化工高分子材料领域，更具体地说，本发明涉及一种高性能丙烯酸吸水树脂及其制备方法。

背景技术

高吸水树脂(Super Absorbent Polymer，简写SAP)自问世以来，已经得到迅猛发展，从天然高分子，如淀粉、纤维素，到合成高分子，如丙烯酸吸水树脂。高吸水树脂能吸收自身重量成百上千倍的纯水，而且在一定外力下也能锁住水分，因而被广泛应用于社会各行各业中，例如在卫品行业中用作纸尿裤、卫生巾，在工业上用于电缆阻水、油田开采，在食品行业用作保鲜剂，在农林行业用于沙漠治理、园林绿化等等。目前，高吸水树脂在全球的年消费量已经超过200万吨，而且仍然保持增长。

根据聚合方法分类，工业上生产丙烯酸吸水树脂的方法主要分为水溶液聚合法以及反相悬浮聚合法。水溶液聚合法可以在多种聚合设备上进行生产，如传送带(CN104130346A)、捏合机(CN101321785B)、反应釜(CN107406595A)，此种聚合方法生产过程包括聚合、造粒、干燥、研磨、筛分、粉体后处理等工艺环节，具有生产效率高、工艺相对简单、制造成本低、产品性能加压倍率高等优点，是目前市场主流生产工艺，被多数SAP制造商采用。反相悬浮聚合法生产过程包括多段聚合、颗粒团聚、共沸除水、表面交联、溶剂脱除等工艺环节，此种工艺相对复杂，尤其是多段聚合和颗粒团聚过程操作难度大，而且生产周期长、能耗高，因此制造成本较高，但产品吸液速率快，吸纯水性能尤为突出，目前被个别SAP厂家采用(CN103003310A)。

不同的制造方法得到的产品结构不同。在显微镜下观察SAP颗粒形貌，水溶液聚合法的产品颗粒呈不规则块状，反相悬浮聚合法的产品颗粒呈葡萄珠串。这种结构差异导致产品性能表现出不同特点。一般而言，在传送带(CN1847289B)和捏合机(CN1813033B)中进行水溶液聚合，制备的产品加压倍率和离心保水量高，而吸液速率慢、可萃取物含量高；在反应釜(CN107428948A)中进行水溶液聚合制备的产品可萃取物含量低，而离心保水量低；反相悬浮聚合(CN103080139A)制备的产品吸液速率快，而加压倍率和通液性能较差。

专利CN1164546A提供一种含有环烯烃共聚物的吸收剂，用于对环境中油的吸收，从而避免土壤、水体等环境污染。此专利主要采用烯烃聚合，制备吸油树脂，并不涉及丙烯酸吸水树脂领域。专利CN1150049A通过超吸收聚合物与某些硼衍生物混合而成的组合物，来抑制尿酶生物活性，从而使卫生制品不放出氨或其它难闻气味。专利CN103159895A利用硼砂作为交联剂，对淀粉进行改性，制备出可生物降解的农用吸水粘结树脂。专利CN105732900A通过含有硼元素的淀粉糊与丙烯酸进行接枝共聚反应，制备一种含有硼元素的高吸水性树脂，解决植物“花而不实”的病症问题。专利CN108623748A公开一种载硼纤维素高吸水性树脂及其制备方法，在使用过程中，该吸水树脂向基质或土壤缓慢释放硼元素，对作物的生长发育起到良好促进作用，有利于花和果实健康生长。

以上现有技术虽然部分采用环烯烃单体或硼化物，但要么与丙烯酸吸水树脂领域无关，要么只是利用硼元素的生化作用，改变酶活性和调节作物生长发育，并不能优化丙烯酸吸水树脂的内外交联结构，尤其是没有解决表面交联过程强化问题，因此得不到内外交联结构均衡、性能优异的丙烯酸吸水树脂产品。

发明内容