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一種耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510657554.3

申請日:

2015.10.13

公開號:

CN105175757A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C08J 3/24申請公布日:20151223|||實質審查的生效IPC(主分類):C08J 3/24申請日:20151013|||公開
IPC分類號: C08J3/24; C08J7/00; C08L33/02; C08F220/06; C08F222/38; C08F4/40; C08F6/00 主分類號: C08J3/24
申請人: 遼寧石油化工大學
發明人: 趙國崢; 李長波; 張強; 白金; 姜彩虹; 姜虎生
地址: 113000 遼寧省撫順市望花區丹東路西段1號
優先權:
專利代理機構: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107 代理人: 郭元藝
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510657554.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.04.05|||2016.01.20|||2015.12.23

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬高分子吸水樹脂制備領域,具體涉及一種耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,包括以下步驟:A、將丙烯酸溶液與堿溶液進行中和反應;中和反應后,依次加入交聯劑及交聯穩定劑;混合均勻后,繼續加入氧化還原引發劑;B、將步驟A所得反應混合液放入水浴鍋中,聚合,保溫,反應結束后,取出產物,絞碎,干燥,得塊狀物,粉碎后過40~100目篩,得初聚顆粒狀樹脂;C、將步驟B所得初聚粒狀樹脂加入由表面交聯劑、親水性溶劑及陰離子表面活性劑所形成的處理液,混合均勻,干燥熱處理,冷卻至室溫,即得目的產物耐鹽性高分子吸水樹脂。本發明具有可溶物少、單體殘留量低、耐鹽、通液性好及吸水速度快等特性。

權利要求書

權利要求書
1.  一種耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
A、將丙烯酸溶液與堿溶液進行中和反應;中和反應后,依次加入交聯劑及交聯穩定劑;混合均勻后,繼續加入氧化還原引發劑;
B、將步驟A所得反應混合液放入水浴鍋中,聚合,保溫,反應結束后,取出產物,絞碎,干燥,得塊狀物,粉碎后過40~100目篩,得初聚顆粒狀樹脂;
C、將步驟B所得初聚粒狀樹脂加入由表面交聯劑、親水性溶劑及陰離子表面活性劑所形成的處理液,混合均勻,干燥熱處理,冷卻至室溫,即得目的產物耐鹽性高分子吸水樹脂。

2.  根據權利要求1所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟A中的堿為堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽中的一種或兩種以上的混合物;丙烯酸的中和度控制在20mol%至100mol%;中和體系溫度控制在70℃以下。

3.  根據權利要求2所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟A中交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚馬來酸酐等中的一種或兩種以上的混合物。

4.  根據權利要求3所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟A中交聯穩定劑為次磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的一種或其混合物。

5.  根據權利要求4所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟A中氧化還原引發劑采用雙氧水與抗壞血酸、過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉或過硫酸鉀與抗壞血酸。

6.  根據權利要求5所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟C中表面交聯劑為丙三醇、乙二醇二縮水甘油醚、環氧氯丙烷、硫酸鋁、二氧化硅、氧化鋁中的一種或兩種以上的混合物。

7.  根據權利要求6所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟C中陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、a-烯基磺酸鈉等陰離子表面活性劑中的一種或兩種以上的混合物。

8.  根據權利要求7所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟B中在絞碎同時,加入破碎助劑。

9.  根據權利要求8所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述破碎助劑為水、亞硫酸氫鈉溶液、次磷酸鈉溶液中的一種或兩種以上的混合物。

10.  根據權利要求9所述的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其特征在于:所述步驟C中初聚粒狀樹脂的干燥熱處理溫度為120~220℃。

說明書

說明書一種耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法
技術領域
本發明屬高分子吸水樹脂制備領域,具體涉及一種具有可溶物少、單體殘留量低、耐鹽和通液性好、吸水速度快等特性的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法。該產物是生理衛生用品領域的專用吸水材料,尤其適用于生產紙尿褲、衛生巾等對樹脂通液性要求較高的生理衛生用品。
背景技術
高分子吸水樹脂(SAP)是具有水膨潤性的非水溶性高分子凝膠化劑,其可作為紙尿褲、衛生巾等的吸收物,也可作為農林園藝用保水劑、工業用止水材料等。關于高分子吸水樹脂,目前提出了許多單體以及親水性高分子作為其原料,尤其以丙烯酸及其鹽類作為單體的高分子吸水樹脂因其具有極強的吸水性而在工業上用得最多。
此類高分子吸水樹脂是經由聚合、凝膠破碎、干燥、粉碎篩選、表面交聯等步驟來制造的。伴隨其主要用途即紙尿褲、衛生巾等的高性能化,高分子吸水樹脂也被要求具有更加優異的性能。具體而言,用于生理衛生用品的高分子吸水樹脂一般要求具有。
(1)安全可靠,禁止含有毒有害物質,對皮膚、粘膜無刺激性。
(2)高吸液(尤其是血液、尿液)率,并且在壓力下仍具有高吸液性。
(3)吸收速度快,并且具有較高的通液速度。
(4)表面不粘連,流動性好,具有合適、規整的粒徑范圍,并且能夠與其他吸收芯材良好復配。
(5)吸液(尤其是血液、尿液)后能夠較長時間保持干爽。
普通的高分子吸水樹脂共同具有的嚴重缺陷在于以上五種或更多的基本要求無法同時滿足。有人嘗試通過增加高分子吸水樹脂的三維網絡密度來改善其通液速度及干爽性,但通常會降低了吸水倍率。也有人采用提高樹脂用量的方式來降低或消除高吸水樹脂返滲帶來的不舒適感,但這勢必會造成生產成本的提高和生理衛生用品穩定性的降低。因此在生理衛生用品中使用的高分子吸水樹脂希望能夠提供適當的液體吸收量、液體輸送速度、干爽度和尺寸厚度等。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種具有可溶物少、單體殘留量低、耐鹽、通液性好及吸水速度快等特性的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法。
為解決上述技術問題,本發明是這樣實現的。
一種耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,包括以下步驟。
A、將丙烯酸溶液與堿溶液進行中和反應;中和反應后,依次加入交聯劑及交聯穩定劑;混合均勻后,繼續加入氧化還原引發劑。
B、將步驟A所得反應混合液放入水浴鍋中,聚合,保溫,反應結束后,取出產物,絞碎,干燥,得塊狀物,粉碎后過40~100目篩,得初聚顆粒狀樹脂。
C、將步驟B所得初聚粒狀樹脂加入由表面交聯劑、親水性溶劑及陰離子表面活性劑所形成的處理液,混合均勻,干燥熱處理,冷卻至室溫,即得目的產物耐鹽性高分子吸水樹脂。
作為一種優選方案,本發明所述步驟A中的堿為堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽中的一種或兩種以上的混合物;丙烯酸的中和度控制在20mol%至100mol%;中和體系溫度控制在70℃以下。
進一步地,本發明所述步驟A中交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚馬來酸酐等中的一種或兩種以上的混合物。
進一步地,本發明所述步驟A中交聯穩定劑為次磷酸鈉或三聚磷酸鈉中的一種或其混合物。
進一步地,本發明所述步驟A中氧化還原引發劑采用雙氧水與抗壞血酸、過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉或過硫酸鉀與抗壞血酸。
進一步地,本發明所述步驟C中表面交聯劑為丙三醇、乙二醇二縮水甘油醚、環氧氯丙烷、硫酸鋁、二氧化硅、氧化鋁中的一種或兩種以上的混合物。
進一步地,本發明所述步驟C中陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、a-烯基磺酸鈉等陰離子表面活性劑中的一種或兩種以上的混合物。
進一步地,本發明所述步驟B中在絞碎同時,加入破碎助劑。
進一步地,本發明所述破碎助劑為水、亞硫酸氫鈉溶液、次磷酸鈉溶液中的一種或兩種以上的混合物。
進一步地,本發明所述步驟C中初聚粒狀樹脂的干燥熱處理溫度為120~220℃。
本發明提供的耐鹽性高分子吸水樹脂的制備方法,其生產工藝簡單,產品性能好,尤其具有可溶物少、單體殘留量低、耐鹽、通液性好及吸水速度快等特點,基本無三廢排放。利用本發明制備的高分子吸水性樹脂,可制成高性能的生理衛生用品。
本發明提供的高分子吸水樹脂借助以下測試方法進行相關性能指標的分析測試。
(1)吸收量的測定。
稱取0.2g試樣,準確至0.001g,并將該質量記作m。將試樣全部倒入茶袋底部,附著在茶袋內側的試樣也應全部倒入茶袋底部。將茶袋封口,浸泡至裝有足夠量的0.9%NaCl溶液的燒杯中,浸泡時間為30min。輕輕地將裝有試樣的茶袋拎出,用夾子懸掛起來,靜止狀態下滴液10min。多個茶袋同時懸掛時,注意茶袋之間應不互相接觸。10min后,稱量裝有試樣茶袋的質量m1。使用沒有試樣的茶袋同時進行空白值測定,稱取空白試驗茶袋的質量,并將該質量記作m2。吸收量按下式計算。

(2)吸收速度。
用電子天平稱取1.0g待測試樣,準確至0.001g,然后倒入100mL的燒杯中。晃動燒杯使試樣均勻分散在燒杯底部。用量筒量取23℃的0.9%NaCl溶液50mL,倒入盛有試樣的燒杯中,同時開始計時。待稍微傾斜燒杯時杯內液體流動性消失,記錄所用時間。吸收速度用s表示,同時進行兩次測定。用兩次測定的算術平均值,并修約至整數報告結果。
(3)殘留單體的測定。
稱取1g試樣,準確至0.001g,倒入燒杯中。然后加入200mL濃度0.9%的生理鹽水,放入轉子后加蓋,用磁力攪拌器攪拌1h。用濾紙過濾,將濾液作為測試溶液。測定已知濃度的丙烯酸溶液的峰面積,以丙烯酸濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標,繪制標準曲線。將測試溶液用微量注射器通過濾膜過濾器注入到高效液相色譜中,進行測定,并計算出峰面積。
根據測試溶液的峰面積及標準曲線,按下式計算試樣中殘留單體含量。

具體實施方式
為了更好地理解本發明,下面結合實施例進一步闡明本發明的內容,但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。具體而言,本發明可以在權利要求所示的范圍內做各種變更,適當地組合不同實施方式中記述的技術方案而得到的實施方式也包含在本發明的技術范圍內。
實施例1。
水浴冷卻下,向燒杯中加入31.5g丙烯酸,攪拌均勻后,向其中緩慢加入由50mL水與20g碳酸鈉配成的水溶液進行中和。中和完畢后,依次加入2.0mL濃度為3%的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、1.5mL濃度為2%的次磷酸鈉、1.5mL濃度為3%的三聚磷酸鈉溶液,混合均勻后繼續加入1.0mL濃度為3%的過硫酸鉀和0.2mL濃度為1%的抗壞血酸溶液。將上述反應混合液放入70℃的水浴鍋中,約30min后聚合,之后保溫2h,反應結束后,取出產物,絞碎,同時加入4g水作為破碎助劑,然后于120℃鼓風干燥箱中烘至恒重,得干燥的塊狀物,粉碎后過40-100目篩,得初次聚合的顆粒狀樹脂。
稱取20g初聚粒狀樹脂,置于燒杯中,在攪拌下加入0.88g硫酸鋁、1g甲醇、0.05mL環氧氯丙烷形成的處理液,混合均勻,置于140℃鼓風干燥箱中烘至恒重,冷卻至室溫,得高分子吸水樹脂產品。
實施例2。
水浴冷卻下,向燒杯中加入31.5g丙烯酸,攪拌均勻后,向其中緩慢加入由16.3g氫氧化鈉和50mL水配成的溶液進行中和,中和完畢后,依次加入2.4mL濃度為3%的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、1.5mL濃度為2%的次磷酸鈉、1.5mL濃度為3%的三聚磷酸鈉溶液,通入氮氣約60min,以排出混合液中的溶解氧,充氮后加入0.4mL雙氧水和0.2mL濃度為1%的抗壞血酸溶液形成的混合液。將上述反應混合液放入60℃的水浴鍋中,約30min后聚合,之后在60℃條件下保溫1h,反應結束后,取出產物,絞碎,同時加入4g質量濃度為3%的亞硫酸氫鈉溶液作為破碎助劑,然后于140℃鼓風干燥箱中烘至恒重,得干燥的塊狀物,粉碎后過40-100目篩,得初次聚合的顆粒狀樹脂。
稱取20g初聚粒狀樹脂,置于燒杯中,在攪拌下加入0.6g丙三醇、1g水、0.12g十二烷基硫酸鈉形成的處理液,混合均勻,置于160℃鼓風干燥箱中烘至恒重,冷卻至室溫,得高分子吸水樹脂產品。
實施例3。
水浴冷卻下,向燒杯中加入31.5g丙烯酸,攪拌均勻后,向其中緩慢加入由16.5g碳酸鈉和50mL水配成的溶液進行中和,中和完畢后,依次加入0.02mL乙二醇二縮水甘油醚、2.0mL濃度為3%的過硫酸鉀與0.4mL濃度為1%的抗壞血酸溶液。將上述反應混合液放入80℃的水浴鍋中,約20min后聚合,之后在80℃條件下保溫1h,反應結束后,取出產物,絞碎,同時加入4g質量濃度為3%的次磷酸鈉溶液作為破碎助劑,然后于120℃鼓風干燥箱中烘至恒重,得干燥的塊狀物,粉碎后過40-100目篩,得初次聚合的顆粒狀樹脂。
稱取20g初聚粒狀樹脂,置于燒杯中,在攪拌下加入0.44g硫酸鋁、0.3g丙三醇、0.12g十二烷基磺酸鈉與1g甲醇形成的處理液,混合均勻,置于160℃鼓風干燥箱中烘至恒重,冷卻至室溫,得高吸水樹脂產品。
實施例4。
水浴冷卻下,向燒杯中加入31.5g丙烯酸,攪拌均勻后,向其中緩慢加入由13.5g氫氧化鈉和50mL水配成的溶液進行中和,中和完畢后,加入0.1g聚馬來酸酐,充分溶解后繼續加入1.0mL濃度為3%的過硫酸鉀和0.2mL濃度為1%的抗壞血酸溶液。將上述反應混合液放入70℃的水浴鍋中,約30min后聚合,之后在60℃條件下保溫1h,反應結束后,取出產物,絞碎,同時加入質量濃度均為3%的2g亞硫酸氫鈉溶液和2g次磷酸鈉溶液作為破碎助劑,然后于140℃鼓風干燥箱中烘至恒重,得干燥的塊狀物,粉碎后過40-100目篩,得初次聚合的顆粒狀樹脂。
稱取20g初聚粒狀樹脂,置于燒杯中,在攪拌下加入0.88g硫酸鋁與1g水、1g甲醇形成的處理液,混合均勻,置于180℃鼓風干燥箱中烘至恒重,冷卻至室溫,得高吸水樹脂產品。
上述實施例所得高吸水樹脂的性能測試結果如表1所示。
表1高吸水樹脂性能測試結果。

可以理解地是,以上關于本發明的具體描述,僅用于說明本發明而并非受限于本發明實施例所描述的技術方案,本領域的普通技術人員應當理解,仍然可以對本發明進行修改或等同替換,以達到相同的技術效果;只要滿足使用需要,都在本發明的保護范圍之內。

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一種 耐鹽性 高分子 吸水 樹脂 制備 方法
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