本發(fā)明涉及聚合功能性高分子化工助劑領(lǐng)域，具體涉及一種具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂的合成方法。
背景技術(shù)：
：吸水樹(shù)脂是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子，若網(wǎng)格大，分子自由度大，吸水倍率就越高，同時(shí)意味著分子的交聯(lián)度低，凝膠強(qiáng)度也必然低，吸水樹(shù)脂的加壓吸收倍率、通液性能等也會(huì)比較差，因此吸水倍率和凝膠強(qiáng)度是一對(duì)不能兼得的矛盾，目前市面上的吸水樹(shù)脂多存在這個(gè)問(wèn)題。目前將吸水樹(shù)脂應(yīng)用于婦女衛(wèi)生巾、嬰兒紙尿褲、成人失禁尿褲等日用衛(wèi)生制品時(shí)，尤其是應(yīng)用于嬰兒紙尿褲時(shí)對(duì)表面干爽度要求越來(lái)越高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂的合成方法。在保證高吸水能力的前提下大幅度提高了sap的凝膠強(qiáng)度、加壓吸收量、通液性等，從而使得應(yīng)用于嬰兒紙尿褲后表面干爽度得到明顯改善。其技術(shù)方案是：一種具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂的合成方法，該方法由原料的重量份組成為：丙烯酸200-300，交聯(lián)劑1-5，去離子水700-800，氧化還原引發(fā)劑0.5-2，辛二醇50-80，乙醇10-80，丁二醇二縮水甘油醚5-15，硫酸鋁20-40，二氧化硅2-5和氫氧化鈉溶液；其制備方法步驟如下：（1）將丙烯酸、去離子水、交聯(lián)劑加入反應(yīng)器中混合后，通氮?dú)獬?，然后?0—25℃的溫度下加入氧化還原引發(fā)劑聚合反應(yīng)并自然升溫；（2）溫度不上升即為反應(yīng)結(jié)束，然后在80-90℃的溫度下保溫90—150min，造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后烘干、粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒；（4）取篩選出的樹(shù)脂顆粒100份，加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于120—160℃保溫30—50min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂。所述交聯(lián)劑為n–羥甲基丙烯酰胺、四烯丙氧基乙烷、三羥甲基丙烷三丙稀酸酯中的一種或多種的混合物。所述氧化還原引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀和抗壞血酸。所述二氧化硅為5000目的氣相二氧化硅。所述步驟（1）（2）中除氧后的氧氣含量在1ppm以內(nèi)，引發(fā)溫度控制在20—25℃，自然升溫的峰值為80-90℃。所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%，氫氧化鈉溶液的重量份以丙烯酸重量份的39%。所述步驟（3）烘干溫度為140℃。所述步驟（4）乙醇與丁二醇二縮水甘油醚的重量比為5:1-5:2。本發(fā)明是先由丙烯酸在室溫下聚合，后經(jīng)氫氧化鈉溶液中和并通過(guò)表面三次交聯(lián)處理，從而制備出了一種具有一核三層殼新“核殼”型結(jié)構(gòu)的吸水樹(shù)脂，低交聯(lián)密度的“核”保證吸水樹(shù)脂具有高的吸收倍率，一層比一層交聯(lián)密度高的“殼”保證吸水樹(shù)脂具有較高的凝膠強(qiáng)度、較高的加壓吸收能力、良好的通液性能、良好的保水能力，從根本上解決了凝膠強(qiáng)度和吸收倍率不能兼顧的矛盾，合成出的吸水樹(shù)脂應(yīng)用在紙尿褲里面表現(xiàn)非常出色，不但擁有較快的下滲速度還具有超低的反滲，超干爽的表層。具體實(shí)施方式一種具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂的合成方法，該方法由原料的重量份組成為：丙烯酸200-300，交聯(lián)劑1-5，去離子水700-800，氧化還原引發(fā)劑0.5-2，辛二醇50-80，乙醇10-80，丁二醇二縮水甘油醚5-15，硫酸鋁20-40，二氧化硅2-5和氫氧化鈉溶液；其制備方法步驟如下：（1）將丙烯酸、去離子水、交聯(lián)劑加入反應(yīng)器中混合后，通氮?dú)獬?，然后?0—25℃的溫度下加入引發(fā)劑聚合反應(yīng)并自然升溫；（2）溫度不上升即為反應(yīng)結(jié)束，然后在80-90℃的溫度下保溫90—150min，造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后烘干、粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒；（4）取篩選出的樹(shù)脂顆粒100份，加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于120—160℃保溫30—50min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得具有新型結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂。所述交聯(lián)劑為n–羥甲基丙烯酰胺、四烯丙氧基乙烷、三羥甲基丙烷三丙稀酸酯中的一種或多種的混合物。所述氧化還原引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀和抗壞血酸。所述二氧化硅為5000目的氣相二氧化硅。所述步驟（1）（2）中除氧后的氧氣含量在1ppm以內(nèi)，引發(fā)溫度控制在20—25℃，自然升溫的峰值為80-90℃。所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%，氫氧化鈉溶液的重量份以丙烯酸重量份的39%。所述步驟（3）烘干溫度為140℃。所述步驟（4）乙醇與丁二醇二縮水甘油醚的重量比為5:1-5:2。實(shí)施例一：選取如下重量份的原料：丙烯酸220、四烯丙氧基乙烷1、去離子水780、過(guò)硫酸鉀0.3、抗壞血酸0.8、辛二醇52、乙醇40、丁二醇二縮水甘油醚8、硫酸鋁24、二氧化硅2和48%的氫氧化鈉溶液85.8；具體制備過(guò)程如下：（1）在反應(yīng)器中加入丙烯酸、去離子水、四烯丙氧基乙烷并鼓入高純氮?dú)?；加入過(guò)硫酸鉀、抗壞血酸在20—25℃引發(fā)聚合并自然升溫；（2）溫度不再上升視為反應(yīng)結(jié)束，溫度峰值約在85-90℃，82℃保溫90min，將反應(yīng)完的膠體造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后進(jìn)行中和，140℃烘干加堿中和后的膠體顆粒，粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒篩分出100重量份；（4）將篩分出的100重量份樹(shù)脂顆粒加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于140℃保溫40min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得高吸水倍率、高保水率、高凝膠強(qiáng)度、高加壓吸收率、高通液速度的新“核殼”型吸水樹(shù)脂。本實(shí)施例一所制得吸水樹(shù)脂的指標(biāo)如下：外觀：白色顆粒固含量：96.5%ph值：6.3；吸蒸餾水倍數(shù)：480倍；吸人工尿倍數(shù)：60倍；吸0.9%生理鹽水：69倍；保水率：47倍加壓吸收（0.3psi）：38倍加壓吸收（0.7psi）:29倍加壓吸收（0.9psi）:24倍倍吸收速度:12s通液速度：260ml/min。實(shí)施例二：選取如下重量份的原料：丙烯酸250、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1.2、去離子水750、過(guò)硫酸鉀0.34、抗壞血酸0.9、辛二醇59、乙醇40、丁二醇二縮水甘油醚9、硫酸鋁27.3、二氧化硅2.3和48%的氫氧化鈉溶液97.5；具體制備過(guò)程如下：（1）在反應(yīng)器中加入丙烯酸、去離子水、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯并鼓入高純氮?dú)猓患尤脒^(guò)硫酸鉀、抗壞血酸在20—25℃引發(fā)聚合并自然升溫；（2）溫度不再上升視為反應(yīng)結(jié)束，溫度峰值約在85-90℃，82℃保溫90min，將反應(yīng)完的膠體造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后進(jìn)行中和，140℃烘干加堿中和后的膠體顆粒，粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒篩分出100重量份；（4）將篩分出的100重量份樹(shù)脂顆粒加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于140℃保溫40min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得高吸水倍率、高保水率、高凝膠強(qiáng)度、高加壓吸收率、高通液速度的新“核殼”型吸水樹(shù)脂。本實(shí)施例二所制得吸水樹(shù)脂的指標(biāo)如下：外觀：白色顆粒固含量：96.7%ph值：6.35；吸蒸餾水倍數(shù)：490倍；吸人工尿倍數(shù)：62倍；吸0.9%生理鹽水：70倍；保水率：48倍加壓吸收（0.3psi）：38.5倍加壓吸收（0.7psi）:29.5倍加壓吸收（0.9psi）:25倍倍吸收速度:12s通液速度：300ml/min。實(shí)施例三：選取如下重量份的原料：丙烯酸275、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0.8、n-羥甲基丙烯酰胺0.75、去離子水725、過(guò)硫酸鉀0.38、抗壞血酸1、辛二醇65、乙醇40、丁二醇二縮水甘油醚10、硫酸鋁30、二氧化硅2.5和48%的氫氧化鈉溶液107.25；具體制備過(guò)程如下：（1）在反應(yīng)器中加入丙烯酸、去離子水、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、n-羥甲基丙烯酰胺并鼓入高純氮?dú)?；加入過(guò)硫酸鉀、抗壞血酸在20—25℃引發(fā)聚合并自然升溫；（2）溫度不再上升視為反應(yīng)結(jié)束，溫度峰值約在85-90℃，82℃保溫90min，將反應(yīng)完的膠體造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后進(jìn)行中和，140℃烘干加堿中和后的膠體顆粒，粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒篩分出100重量份；（4）將篩分出的100重量份樹(shù)脂顆粒加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于140℃保溫40min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得高吸水倍率、高保水率、高凝膠強(qiáng)度、高加壓吸收率、高通液速度的新“核殼”型吸水樹(shù)脂。本實(shí)施例三所制得吸水樹(shù)脂的指標(biāo)如下：外觀：白色顆粒固含量：96%ph值：6.2；吸蒸餾水倍數(shù)：450倍；吸人工尿倍數(shù)：57倍；吸0.9%生理鹽水：67倍；保水率：47倍加壓吸收（0.3psi）：36.5倍加壓吸收（0.7psi）:28.5倍加壓吸收（0.9psi）:23倍倍吸收速度:12.5s通液速度：240ml/min。實(shí)施例四：選取如下重量份的原料：丙烯酸300、四烯丙氧基乙烷0.8、n-羥甲基丙烯酰胺0.5、去離子水700、過(guò)硫酸鉀0.4、抗壞血酸1.1、辛二醇71、乙醇50、丁二醇二縮水甘油醚10.9、硫酸鋁33、二氧化硅2.7和48%的氫氧化鈉溶液117；具體制備過(guò)程如下：（1）在反應(yīng)器中加入丙烯酸、去離子水、四烯丙氧基乙烷、n-羥甲基丙烯酰胺并鼓入高純氮?dú)猓患尤脒^(guò)硫酸鉀、抗壞血酸在20—25℃引發(fā)聚合并自然升溫；（2）溫度不再上升視為反應(yīng)結(jié)束，溫度峰值約在85-90℃，82℃保溫90min，將反應(yīng)完的膠體造粒得到樹(shù)脂膠體顆粒；（3）樹(shù)脂膠體顆粒再加入氫氧化鈉溶液后進(jìn)行中和，140℃烘干加堿中和后的膠體顆粒，粉碎、篩分得到25-100目樹(shù)脂顆粒篩分出100重量份；（4）將篩分出的100重量份樹(shù)脂顆粒加入辛二醇攪拌均勻后于120℃保溫20min，然后再加入乙醇和丁二醇二縮水甘油醚的混合溶液攪拌均勻后于140℃保溫40min，然后加入硫酸鋁攪拌均勻，最后加入二氧化硅攪拌均勻即得高吸水倍率、高保水率、高凝膠強(qiáng)度、高加壓吸收率、高通液速度的新“核殼”型吸水樹(shù)脂。本實(shí)施例四所制得吸水樹(shù)脂的指標(biāo)如下：外觀：白色顆粒固含量：96%ph值：6.2；吸蒸餾水倍數(shù)：430倍；吸人工尿倍數(shù)：56倍；吸0.9%生理鹽水：66倍；保水率：45倍加壓吸收（0.3psi）：35.5倍加壓吸收（0.7psi）:28倍加壓吸收（0.9psi）:22倍倍吸收速度:12s通液速度：220ml/min。經(jīng)過(guò)實(shí)際使用驗(yàn)證，用本方法做成的sap應(yīng)用于嬰兒紙尿褲時(shí)不但吸液量大、吸收速度快、擴(kuò)散距離長(zhǎng)而且反滲量低、表層干爽，與當(dāng)前市面在售的吸水樹(shù)脂相比，性能比較突出。隨便選取某兩實(shí)施例如實(shí)施例一、實(shí)施例三制備的吸水樹(shù)脂sap（nr1）、sap（nr3）與當(dāng)前市場(chǎng)上比較受歡迎的日本競(jìng)品a、日本競(jìng)品b、歐洲競(jìng)品c做成紙尿褲進(jìn)行對(duì)比，紙尿褲測(cè)試方法：將240ml生理鹽水（加適量亮藍(lán)）分4次加到紙尿褲的中心點(diǎn)，記錄液體的下滲速度、擴(kuò)散長(zhǎng)度，每隔一定的時(shí)間段用相同重量的濾紙放在加液點(diǎn)并負(fù)重2.5kg的砝碼測(cè)試反滲量并用手感知干爽度測(cè)試數(shù)據(jù)如下：sap類型日本競(jìng)品a日本競(jìng)品b歐洲競(jìng)品csap（nr1）sap（nr3）尿褲片重/g28.5628.5628.3428.4228.390min吸收速度/s1310.7510.55.755.505min吸收速度/s5147.0041.259.509.5012min吸收速度/s5151.7546.7512.2512.7524min吸收速度/s4743.504315.7516.004min擴(kuò)散長(zhǎng)度/cm14.114.501518.8819.389min擴(kuò)散長(zhǎng)度/cm18.420.0019.8824.3824.8821min擴(kuò)散長(zhǎng)度/cm24.425.2524.8827.7527.3833min擴(kuò)散長(zhǎng)度/cm27.829.1328.6331.1331.1310min反滲量/g0.270.230.340.120.1122min反滲量/g0.690.560.540.240.2834min反滲量/g4.714.1156.020.860.8310min潮感干爽干爽干爽干爽干爽22min潮感干爽干爽干爽干爽干爽34min潮感潮濕潮濕潮濕干爽干爽由上述幾組數(shù)據(jù)綜合對(duì)比可以得出第一次加液時(shí)吸收速度sap（nr1、nr3）比競(jìng)品快約50%，第二次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品快約80%，第三次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品快約76%，第四次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品快約64%；擴(kuò)散長(zhǎng)度第一次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品擴(kuò)散長(zhǎng)約30%，第二次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品擴(kuò)散長(zhǎng)約30%，第三次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品擴(kuò)散長(zhǎng)約10%，第四次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品擴(kuò)散長(zhǎng)約10%；反滲量第二次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品低約60%，第三次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品低約55%，第四次加液時(shí)sap（nr1、nr3）比競(jìng)品低約80%；競(jìng)品四次加液后前三次表層比較干爽但是在第四次加液后表層潮感就比較明顯了，而用實(shí)施例得到的sap（nr1、nr3）做成的尿褲四次加液后表層都非常干爽。由數(shù)據(jù)可以看出用實(shí)施例一和實(shí)施例三得到的吸水樹(shù)脂做成紙尿褲后優(yōu)勢(shì)非常明顯，吸收速度快，擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)，反滲量低，表層非常干爽，這些優(yōu)勢(shì)都來(lái)源于具有“一核三殼”特殊結(jié)構(gòu)的吸水樹(shù)脂，不但具有良好的吸收能力，同時(shí)還具備高的凝膠強(qiáng)度從而保證了高分子的加壓吸收和通液傳導(dǎo)能力，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出按照本文論述的方法得到的吸水樹(shù)脂有著更優(yōu)良特性，更適用于嬰兒紙尿褲等衛(wèi)生用品領(lǐng)域。當(dāng)前第1頁(yè)12