本發(fā)明涉及吸水性樹脂制備技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種高吸水性樹脂制備方法、高吸水性樹脂及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
高吸性水樹脂是一種可以吸收自身重量的500~1000倍水分的新型合成高分子材料,它具有吸收比自身重幾百到幾千倍液體的高吸水性能,而且和傳統(tǒng)的吸水材料相比,高吸性水樹脂一旦吸水膨脹成為水凝膠后,會立刻變得膨潤,使液體保持不流動的狀態(tài),即使加壓也很難將液體分離出來。因此,高吸性水樹脂在衛(wèi)生用品、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土木建筑等各個領(lǐng)域都有廣泛的用途,特別是在紙尿布的制備方面應(yīng)用十分普遍。
目前,高吸性水樹脂大多為聚丙烯酸鹽類高吸水樹脂。聚丙烯酸鹽類樹脂耐鹽性差,在含有離子的溶液中吸水率顯著降低。通常情況下吸0.9%nacl溶液的量僅為蒸餾水的量的10%甚至更低,其耐高價電解質(zhì)的性能更差。而實(shí)際應(yīng)用中高吸水性樹脂吸收的液體大多數(shù)為電解質(zhì)溶液,如尿液、血液或工業(yè)廢水等,其在含有離子的溶液中吸水性差的缺陷,往往限制了它在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用。
因此,研究開發(fā)出一種在含有離子的溶液中依然能保持高吸收率的高吸水性樹脂,擴(kuò)大現(xiàn)有高吸水性樹脂在各種實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用,變得十分必要和迫切,具有非常好的商業(yè)前景。
有鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的第一目的在于提供一種高吸水性樹脂的制備方法,該方法制得的樹脂顆粒表面包有一層表面活性劑膜,使得溶液中的離子不能進(jìn)入,而水分可以進(jìn)入樹脂,緩解了現(xiàn)有高吸水性樹脂在含離子溶液中吸水率顯著降低的問題。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種高吸水性樹脂,該高吸水性樹脂在含有離子的溶液中依然能夠保持高吸水率。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種高吸水性樹脂在制備紙尿布、婦女衛(wèi)生用品、拋棄式的擦巾或工業(yè)用防水包覆劑產(chǎn)品中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供的一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:向丙烯酸和堿液的中和反應(yīng)產(chǎn)物中添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),將交聯(lián)反應(yīng)得到的凝膠聚合物進(jìn)行造粒,得到樹脂顆粒;然后使用表面活性劑對樹脂顆粒進(jìn)行表面噴霧處理,制得高吸水性樹脂;
所述表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
進(jìn)一步的,上述陰離子表面活性劑為磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628、快速滲透劑t或耐堿滲透劑oep-70。
進(jìn)一步的,上述非離子表面活性劑為椰子油二乙醇酰胺。
進(jìn)一步的,上述表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?.01wt%~5wt%。
進(jìn)一步的,上述表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?wt%~3wt%。
更進(jìn)一步的,上述表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?.5wt%。
進(jìn)一步的,堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸銨配置的水溶液的一種或幾種的混合。
進(jìn)一步的,表面噴霧處理方法為加壓噴霧。
進(jìn)一步的,制得的高吸水性樹脂的粒徑為0.2~0.5mm。
本發(fā)明提供的一種高吸水性樹脂,所述高吸水性樹脂由上述制備方法制備得到。
本發(fā)明提供的高吸水性樹脂在制備紙尿布、婦女衛(wèi)生用品、拋棄式的擦巾或工業(yè)用防水包覆劑產(chǎn)品中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明提供的高吸水性樹脂的制備方法,該方法通過向丙烯酸和堿液的中和反應(yīng)產(chǎn)物中添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),將交聯(lián)反應(yīng)得到的凝膠聚合物進(jìn)行造粒;然后使用表面活性劑對樹脂顆粒進(jìn)行表面噴霧處理,制得高吸水性樹脂。該制備方法中將表面活性劑噴霧到樹脂顆粒表面,相當(dāng)于在樹脂顆粒的表面包上一層膜,使得溶液中的離子不能進(jìn)入,而水分可以進(jìn)入樹脂,就可保持樹脂內(nèi)部的低離子濃度,進(jìn)而保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率,緩解了現(xiàn)有高吸水性樹脂在含離子溶液中吸水率顯著降低的問題。
本發(fā)明提供的高吸水性樹脂,該高吸水性樹脂表面包有一層表面活性劑,可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,進(jìn)而保持對含離子溶液較高的吸收率。
本發(fā)明提供的高吸水性樹脂的應(yīng)用,該高吸水性樹脂在含有離子的溶液中能保持高吸收率,在制備紙尿布、婦女衛(wèi)生用品、拋棄式的擦巾或工業(yè)用防水包覆劑產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提供了一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:向丙烯酸和堿液的中和反應(yīng)產(chǎn)物中添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),將交聯(lián)反應(yīng)得到的凝膠聚合物進(jìn)行造粒,得到樹脂顆粒;然后使用表面活性劑對樹脂顆粒進(jìn)行表面噴霧處理,制得高吸水性樹脂;
所述表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
本發(fā)明中,所述高吸性水樹脂是一種可以吸收自身重量的500~1000倍水分的合成高分子材料,與傳統(tǒng)的吸水材料相比,高吸性水樹脂一旦吸水膨脹成為水凝膠后,會立刻變得膨潤,使液體保持不流動的狀態(tài),即使加壓也很難將液體分離出來。
本發(fā)明中,上述制備方法制得的高吸水性樹脂具有輕度交聯(lián)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它是由化學(xué)交聯(lián)和高分子鏈間的相互纏繞等物理交聯(lián)構(gòu)成的。樹脂在吸水前,高分子長鏈相互靠攏纏繞在一起,彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),高分子網(wǎng)絡(luò)是固態(tài)網(wǎng)束,未電離成離子對,當(dāng)高分子遇水時,高分子網(wǎng)束伸開,產(chǎn)生網(wǎng)內(nèi)外離子濃度差,網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓,水分以滲透壓作用向網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)滲透。如被吸附液體為鹽溶液,則滲透壓下降,樹脂吸水能力降低。由此可見,高吸水性樹脂是高度擴(kuò)展的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓是樹脂能否大量吸水的關(guān)鍵。
本發(fā)明中,針對現(xiàn)有高吸水性樹脂在含離子溶液中內(nèi)外滲透壓減少,進(jìn)而導(dǎo)致樹脂在含離子溶液里的吸水倍率低的問題,本發(fā)明使用表面活性劑對經(jīng)交聯(lián)制備得到的樹脂顆粒進(jìn)行表面噴霧處理,制得高吸水性樹脂。該方法相當(dāng)于在吸水性樹脂顆粒的表面包上一層膜,使得溶液中的離子不能進(jìn)入,而水分可以進(jìn)入樹脂,就可保持樹脂內(nèi)部的低離子濃度,進(jìn)而保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率。
為了控制中和反應(yīng)的溫度,避免反應(yīng)過于激烈,產(chǎn)生安全隱患。本發(fā)明優(yōu)選丙烯酸和堿液進(jìn)行中和反應(yīng)的反應(yīng)溫度為10~40℃。本發(fā)明中,丙烯酸和堿液進(jìn)行中和反應(yīng)時會散發(fā)出熱量,其中和反應(yīng)的溫度由加入堿液的量和速度所控制。當(dāng)反應(yīng)溫度小于10℃時,反應(yīng)時間太久經(jīng)濟(jì)效益降低,當(dāng)反應(yīng)溫度大于40℃時,中和反應(yīng)過于激烈,易產(chǎn)生安全隱患。
優(yōu)選的,上述丙烯酸為質(zhì)量濃度60%的丙烯酸溶液。
為了使生產(chǎn)的樹脂具有更優(yōu)異的吸水率和吸鹽水率。本發(fā)明優(yōu)選中和反應(yīng)后反應(yīng)液的中和度為60%~90%,更優(yōu)選的為70%~85%,當(dāng)中和度為80%時,樹脂能表現(xiàn)出最優(yōu)異的吸水率和吸鹽水率。
為了使交聯(lián)反應(yīng)的高吸水性樹脂具有適當(dāng)交聯(lián)度,及適當(dāng)?shù)募庸ば浴1景l(fā)明優(yōu)選交聯(lián)反應(yīng)中的交聯(lián)劑為n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺。
為了在交聯(lián)反應(yīng)中獲得更快的反應(yīng)速度使交聯(lián)反應(yīng)更加充分。本發(fā)明優(yōu)選交聯(lián)反應(yīng)中引發(fā)劑為過氧化物,更優(yōu)選為過硫酸鉀。過硫酸鉀作為引發(fā)劑,其產(chǎn)生的自由基轉(zhuǎn)移至丙烯酸單體上引發(fā)聚合反應(yīng)的進(jìn)行。
為了使制備的高吸水性樹脂具有更為均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明優(yōu)選凝膠聚合物造粒的方法為干燥后粉碎造粒,干燥溫度為120~180℃。若干燥溫度于120℃以下,干燥時間太久經(jīng)濟(jì)效益降低,若以180℃以上干燥,則易引起水解反應(yīng)而使得樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)變得松弛,進(jìn)而導(dǎo)致吸水性樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不均勻。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,陰離子表面活性劑為磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628、快速滲透劑t或耐堿滲透劑oep-70。
磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628:磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628作為陰離子表面活性劑,其位于琥珀酸碳鏈上的磺酸基和位于分子末端的羧酸基,都是較強(qiáng)的帶負(fù)電荷的親水基團(tuán),致使體系電荷密度大、分布廣,從而使系統(tǒng)具有十分良好的耐電解質(zhì)性?;腔晁嶂敬季垩跻蚁┟裠ns-628包覆于本發(fā)明高吸水性樹脂上可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率。
本發(fā)明中,所使用的磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628采購自南雄市漢科化工科技有限公司。
快速滲透劑t:又名順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉,其結(jié)構(gòu)如式(ⅰ)所示。快速滲透劑t具有優(yōu)良的滲透性和濕潤性,可大大縮短潤濕時間,并可以在濃堿液中保持長期穩(wěn)定。順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉做為陰離子表面活性劑包覆于本發(fā)明高吸水性樹脂上可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率。
本發(fā)明中,所使用的快速滲透劑t采購自南通市仁達(dá)化工科技有限公司。
耐堿滲透劑oep-70:耐堿滲透劑oep-70具有極佳的抗?jié)鈮A、耐高溫、耐氧化劑、耐還原劑、耐硬水性,并對雙氧水具有較好的穩(wěn)定作用。耐堿滲透劑oep-70做為陰離子表面活性劑包覆于本發(fā)明高吸水性樹脂上可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率。
本發(fā)明中,所使用的耐堿滲透劑oep-70采購自江蘇省海安石油化工廠。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,非離子表面活性劑為椰子油二乙醇酰胺。
椰子油二乙醇酰胺做為非離子表面活性劑包覆于本發(fā)明高吸水性樹脂上可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率。
本發(fā)明中,所使用的椰子油二乙醇酰胺采購自上海楚星化工有限公司。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?.01wt%~5wt%。
在上述優(yōu)選實(shí)施方式中,當(dāng)表面活性劑的用量占樹脂總量0.01wt%以下,包膜過薄且不均勻,不能達(dá)到相應(yīng)的保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低的效果;表面活性劑的用量占樹脂總量5wt%以上時包膜過厚,制備出的高吸水性樹脂缺乏經(jīng)濟(jì)性。
在上述優(yōu)選實(shí)施方式中,表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?wt%~3wt%。
優(yōu)選的,表面活性劑的用量為樹脂顆??偭康?.5wt%。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸銨配置的水溶液的一種或幾種的混合。
優(yōu)選的,上述堿液為氫氧化鈉水溶液。
更優(yōu)選的,上述堿液為質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,上述表面噴霧處理方法為真空加壓噴霧。
在上述優(yōu)選實(shí)施方式中,使用真空加壓噴霧的方法對樹脂顆粒進(jìn)行表面噴霧可以使表面活性劑更為均勻的包覆于樹脂顆粒表面,進(jìn)而在離子溶液中獲得更好的吸水效果。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,上述制得的高吸水性樹脂的粒徑為0.2~0.5mm。
在上述優(yōu)選實(shí)施方式中,高吸水性樹脂的粒徑為0.2~0.5mm,粒徑為0.2~0.5mm的樹脂顆粒易提高產(chǎn)生成品的質(zhì)量,0.5mm以上的樹脂顆粒進(jìn)行干燥時,容易因?yàn)闊醾鲗?dǎo)效果不佳,出現(xiàn)成品殘存單體偏高,物性表現(xiàn)不佳的問題。
本發(fā)明典型但非限定性的高吸水性樹脂制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入丙烯酸中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為60~90%,并保持反應(yīng)溫度在10~40℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在120~180℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.2~0.5mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的0.01~5wt%。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,一種高吸水性樹脂,該高吸水性樹脂由上述的制備方法制備得到。
本發(fā)明中,上述高吸水性樹脂表面包有一層表面活性劑,可以保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,進(jìn)而保持對含離子溶液較高的吸收率。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,上述高吸水性樹脂在制備紙尿布、婦女衛(wèi)生用品、拋棄式的擦巾或工業(yè)用防水包覆劑產(chǎn)品中的應(yīng)用。
本發(fā)明中,上述高吸水性樹脂制備方法制得的高吸水性樹脂在含有離子的溶液中能保持高吸收率,在制備紙尿布、婦女衛(wèi)生用品、拋棄式的擦巾或工業(yè)用防水包覆劑產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用。
下面將結(jié)合實(shí)施例1~27和對比例1~3對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例1
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為60%,并保持反應(yīng)溫度在10℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在120℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.2mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的1.5wt%。
實(shí)施例2
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為90%,并保持反應(yīng)溫度在40℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在180℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.3mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的1.5wt%。
實(shí)施例3
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為70%,并保持反應(yīng)溫度在20℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在140℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.4mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的1.5wt%。
實(shí)施例4
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為85%,并保持反應(yīng)溫度在30℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后取100g丙烯酸鈉溶液加入0.3g的n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和0.1g的過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在160℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.5mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的1.5wt%。
實(shí)施例5
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為80%,并保持反應(yīng)溫度在30℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在150℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.3mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的1.5wt%。
實(shí)施例6~20
除了以如下述表1中所示的種類及含量來使用表面活性劑以外,通過與實(shí)施例5相同的方法制備高吸水性樹脂。
表1:
實(shí)施例21~24
除了以如下述表2中所示的種類及含量來使用表面活性劑以外,通過與實(shí)施例5相同的方法制備高吸水性樹脂。
表2:
實(shí)施例25~27
除了以如下述表3中所示的種類及含量來使用表面活性劑以外,通過與實(shí)施例5相同的方法制備高吸水性樹脂。
表3:
對比例1
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為80%,并保持反應(yīng)溫度在30℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在150℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.3mm樹脂顆粒,得到高吸水性樹脂。
對比例2
日本住友公司生產(chǎn)的高吸水性樹脂。
對比例3
一種高吸水性樹脂的制備方法,包括如下步驟:
步驟(a):首先將質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉水溶液緩慢滴入質(zhì)量濃度為60%的丙烯酸溶液中進(jìn)行中和反應(yīng),使反應(yīng)液的中和度為80%,并保持反應(yīng)溫度在30℃,制得丙烯酸鈉溶液;隨后在丙烯酸鈉溶液中加入n,n,-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),制得凝膠聚合物;
步驟(b):將步驟(a)制得的凝膠聚合物在150℃的溫度下進(jìn)行干燥、隨后粉碎為粒徑0.3mm樹脂顆粒;
步驟(c):使用陽離子表面活性劑苯扎溴銨對步驟(b)制得的樹脂顆粒進(jìn)行加壓噴霧處理,得到高吸水性樹脂,所述陽離子表面活性劑苯扎溴銨的用量為樹脂顆粒的1.5wt%
效果例1
為表明本發(fā)明制備方法制得的高吸水性樹脂對含離子溶液具有較高的吸收率。現(xiàn)特選取實(shí)施例1~27和對比例1~3所制備的高吸水性樹脂進(jìn)行對比試驗(yàn),并分別對去離子水吸收量、0.9%nacl生理鹽水吸收量、0.9%nacl生理鹽水保水量和0.9%nacl生理鹽水受壓吸收量進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果如下表4所示。
表4:
由上述試驗(yàn)結(jié)果可知,本發(fā)明實(shí)施例1~27的高吸水性樹脂,去離子水吸收量≥400g/g、去離子水吸收速度≤55、0.9%nacl生理鹽水吸收率≥55g/g、0.9%nacl生理鹽水保水率≥35g/g、0.9%nacl生理鹽水受壓吸收率≥29g/g。其試驗(yàn)結(jié)果表明,本發(fā)明高吸水性樹脂在包裹表面活性劑后雖然對去離子水的吸收率有所降低,但其在含有離子的溶液中能保持較高的吸收率,在吸水速度、及針對0.9%nacl生理鹽水的吸收率、保水率和受壓吸收率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果上明顯高于沒有包覆表面活性劑的對比例1的樹脂。由此可知,通過表面活性劑包覆的高吸水性樹脂在顯著提高吸水速度的同時,在含有離子的溶液中的吸收率方面也明顯高于沒包覆表面活性劑的樹脂。
通過與對比例2住友公司生產(chǎn)的高吸水性樹脂的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,可知,本發(fā)明實(shí)施例1~27的高吸水性樹脂針對含離子溶液的吸收效果明顯高于對比例2住友公司生產(chǎn)的高吸水性樹脂。
通過與對比例3使用陽離子表面活性劑苯扎溴銨進(jìn)行表面噴霧處理后,制得的高吸水性樹脂進(jìn)行對比,對比例3制備的樹脂對0.9%nacl生理鹽水吸收效果較差,其結(jié)果與對比例1沒有包覆表面活性劑的樹脂基本相同,根本起不到提高樹脂在含離子水中吸水率的效果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例5~8的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例21進(jìn)行對比,當(dāng)所述磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量為樹脂顆粒的7wt%時,其在含離子溶液的吸收效果與實(shí)施例5~8的試驗(yàn)結(jié)果相差不大,但由于表面活性劑層包裹過厚,導(dǎo)致實(shí)施例21制備的樹脂對去離子水的吸收率有明顯的降低。因此,當(dāng)磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚dns-628的用量占樹脂總量0.01wt%~5wt%時,即可到達(dá)很好的效果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例9~12的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例22進(jìn)行對比,當(dāng)所述快速滲透劑t的用量為樹脂顆粒的7wt%時,其在含離子溶液的吸收效果與實(shí)施例9~12的試驗(yàn)結(jié)果相差不大,但由于表面活性劑層包裹過厚,導(dǎo)致實(shí)施例22制備的樹脂對去離子水的吸收率有明顯的降低。因此,當(dāng)快速滲透劑t的用量占樹脂總量0.01wt%~5wt%時,即可到達(dá)很好的效果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例13~16的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例23進(jìn)行對比,當(dāng)所述耐堿滲透劑oep-70的用量為樹脂顆粒的7wt%時,其在含離子溶液的吸收效果與實(shí)施例13~16的試驗(yàn)結(jié)果相差不大,但由于表面活性劑層包裹過厚,導(dǎo)致實(shí)施例23制備的樹脂對去離子水的吸收率有明顯的降低。因此,考當(dāng)耐堿滲透劑oep-70的用量占樹脂總量0.01wt%~5wt%時,即可到達(dá)很好的效果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例17~20的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例24進(jìn)行對比,當(dāng)所述椰子油二乙醇酰胺的用量為樹脂顆粒的7wt%時,其在含離子溶液的吸收效果與實(shí)施例17~20的試驗(yàn)結(jié)果相差不大,但由于表面活性劑層包裹過厚,導(dǎo)致實(shí)施例23制備的樹脂對去離子水的吸收率有明顯的降低。因此,當(dāng)椰子油二乙醇酰胺的用量占樹脂總量0.01wt%~5wt%時,即可到達(dá)很好的效果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例25進(jìn)行對比,實(shí)施例25使用十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑進(jìn)行表面噴霧處理后,制得的高吸水性樹脂其對0.9%nacl生理鹽水吸收效果不佳,其結(jié)果明顯差于本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果,且十二烷基硫酸鈉對人體有一定的毒副作用,給生產(chǎn)的安全也造成了一定的問題。
通過將本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例26進(jìn)行對比,實(shí)施例26使用非離子表面活性劑單硬脂酸甘油酯進(jìn)行表面噴霧處理后,制得的高吸水性樹脂其對0.9%nacl生理鹽水吸收效果不佳,其結(jié)果明顯差于本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果。
通過將本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例27進(jìn)行對比,實(shí)施例27使用多元醇類表面活性劑聚乙二醇進(jìn)行表面噴霧處理后,制得的高吸水性樹脂其對0.9%nacl生理鹽水吸收效果不佳,其結(jié)果明顯差于本發(fā)明實(shí)施例1~24的試驗(yàn)結(jié)果。
綜上所述,本發(fā)明通過將丙烯酸依次進(jìn)行中和反應(yīng)、交聯(lián)反應(yīng)以及干燥、粉碎等步驟,得到樹脂顆粒,隨后,使用表面活性劑對樹脂顆粒進(jìn)行表面加壓噴霧處理,制得高吸水性樹脂。該制備方法中將表面活性劑加壓噴霧到樹脂顆粒表面,相當(dāng)于在吸水性樹脂顆粒的表面包上一層膜,使得含離子溶液中的離子不能進(jìn)入樹脂,而水分可以進(jìn)入樹脂,就可保持樹脂內(nèi)部的低離子濃度,進(jìn)而保持高吸水性樹脂空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)外滲透壓不降低,保持對含離子溶液較高的吸收率,緩解了現(xiàn)有高吸水性樹脂在含離子溶液中吸水率顯著降低的問題。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。