吸水树脂的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种吸水树脂的生产方法，包括制备一种在水溶液聚合的过程中具有能形成交联结构和本身能转变为水凝胶聚合物的单体组分。该单体组分具有至少５０％摩尔的含酸基单体组分，其中所述的含酸基单体至少有１０到５０％摩尔还中和，并在一个装有多元转动轴（每一个轴上装有搅拌叶片）的反应器内使单体组分进行聚合。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。特别是本专利技术涉及一种具有优良吸收性能的。由单体的聚合而制得的交联聚丙烯酸酯、皂化丙烯酸酯-乙烯基醋酸酯共聚物、改性交联聚乙烯醇、部分中和交联聚丙烯酸酯、交联异丁烯-马来酸酐共聚物，和淀粉-丙烯酸接枝共聚物所得到的吸水树脂，在本领域是公知的。它们广泛地应用于作为卫生吸收剂，例如用作卫生餐巾和处理尿布，以及在农业上和园艺上和土木工程上，例如用作保水剂和脱水剂等用途。到目前为止，在生产吸水树脂的各种方法中，采用反相悬浮聚合原理，在日本专利公开，昭56(1981)-161408，昭57(1982)-94011，昭57(1982)-158209和昭57(1982)-198，714中已有揭示，采用水溶液聚合的原理，在日本专利公开，昭57(1982)-34，101，日本专利公开，昭48(1973)-42，466，日本专利公开，昭58(1983)-49，714，日本专利公开，昭59(1984)-37，003，美国专利US-4，286，082和US-4，625，001中也已有揭示。反相悬浮聚合的方法需要有机溶剂，故此，伴随着的缺点是有机溶剂不仅损害了工作环境，而且也会由于闪蒸而引起爆炸的危险。故必须有克服这些缺点的措施。反相悬浮聚合操作以具备的措施是相当昂贵的，同时，有机溶剂本身的价格和消耗掉的溶剂所需的费用也都很高。此外，它还有一个缺点，就是因为限制了对固体浓度的利用，而从降低了生产率。由于在反相悬浮聚合的产品中，有机溶剂总会有些残留，尽管是微量的，也必须设法从产品中除去残留的有机溶剂，所有这些是很昂贵的。此外，由于用反相悬浮聚合的方法生成的吸水树脂是形成不适宜的小直径珠状，例如此珠状树脂用于处理尿布时，它有可能降低纤维吸收芯成分如浆化而失效。由于树脂是小珠体，因此这种树脂不便于操作。而且，反相悬浮聚合方法的另一个缺点是，当使用不具有足够亲水性的交联剂时，该交联剂趋于从疏水有机溶剂中掺出。尽管可能用降低单体溶液的中和度来提高交联剂在液体单体中的溶解性，但在这种情况下含有酸基的单体又趋于从疏水有机溶剂中掺出并引起絮凝的麻烦。水溶液聚合的方法不会有上述的缺点，特别是在日本专利公开，昭57(1982)-34101和美国专利4625001中，揭示了该方法的交联聚合物的生成过程，该过程包括单体在液体中有效地进行游离基水溶液聚合而形成在分子单元上的交联结构，在装有搅拌叶的反应器内与聚合引发剂相结合，并随后转变为水凝胶聚合物。由于在聚合过程中由旋转轴上的搅拌叶所产生的剪切力能很好地分散水凝胶聚合物。根据这些方法，它们享有很高的操作效果，同时也很容易在过程中能很好地分散在分子单元上具有交联结构的水凝胶聚合物，即使在这些方法中具有这些特点，要生产具有高吸水性能的吸水树脂和含少量的水可溶性物仍然是困难的。本领域的熟练技术人员广为知悉的，如用降低交联密度来增加所得树脂的吸收率，还知悉当用降低交联密度的方法所制备的吸水树脂增加了水可溶性物的含量。水可溶性物具有这样的性质，当吸水树脂形成水凝胶结构与各种溶体如水、尿和体液时，它们通过水凝胶结构而掺出。水可溶性物是由于吸收液体而被萃取出来，不仅降低了吸水树脂的吸收率，而且也加速了吸水树脂的变质。此外，水可溶性物的粘稠性造成的缺点是，在人体的皮肤上产生不愉快的感觉并必须擦去所吸收的液体。在此情况下，寻求生产具有高吸收率和极小量水可溶性物的吸水树脂的理想方法日益迫切。美国专利US-4654039揭示了一种主要用游离酸型的单体进行水溶液聚合，以此制备具有高的水吸收率和极少量水可溶性物的吸水树脂的方法。然而，已经证明，当用通常游离基聚合引发剂来聚合未中和的单体时，所生成的聚合物中残留的单体量会增加。很自然，从安全观点来看，残留单体量的增加是非所期望的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种生产吸水树脂的新方法。本专利技术的另一个目的是提供一种生产具有优良吸水性和仅仅含有少量残留单体的吸水树脂的方法。上述的目的是采用一种生产吸水树脂的方法(第一方法)，它包括制备具有在水溶液聚合过程中形成交联结构，且其本身能转变成水凝胶聚合物的单体组分。该单体组分还具有含酸基的单体量至少为50%摩尔，和具有10到50%摩尔已中和的含酸单体，并在每个轴上安装有搅拌叶片的多元旋转轴的反应器内将此单体组分进行聚合。这些目的也采用一种生产吸水树脂的方法(第二方法)，它包括制备具有在水溶液聚合过程中形成交联结构，且其本身能转变成水凝胶聚合物的单体组分，该单体组分还具有含酸基的单体量至少为50%摩尔，和具有10到50%摩尔已中和的含酸单体，并在每个轴上安装有搅拌叶片的多元旋转轴的反应器内此单体组分进行聚合，并加入至少一种选自含有碱性物和弱酸盐的中和剂到生成的水凝胶聚合物中去，来调节聚合物的中和率至少到50%摩尔。本专利技术中使用的含酸基单体是一种分子中具有羧酸基和/或磺酸基的单体，单体的典型例子包括甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-甲基丙烯酰乙烷磺酸、2-甲基丙烯酰丙烷磺酸和乙烯基苯-磺酸。在本专利技术中，可以使用选自上述典型例子中所列的单体的一种或两种或多种的混合物。上述的其它含酸基单体中，甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和2-甲基丙烯酰乙烷磺酸是所期望的，丙烯酸证明是最为期望的。在本专利技术中单体组分是含有上述酸基单体50到100%摩尔，较好为75到100%摩尔，可以含有不限于含酸基单体的其它类型的单体(a)、其量要低于50%摩尔，较好为低于25%摩尔。这里可用的其它类型单体(a)除了能与含酸基单体共聚的唯一要求外，没有特殊的限制。为了避免降低生成的吸水树脂的吸收性能，使其的其它单体(a)最好是高亲水性为主的单体。单体(a)中，这些高亲水性包括甲基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯腈和甲基丙烯酸酯、可以使用选自上述所列单体的一种或者两种或多种以上的混合物。用于本专利技术方法中的吸水树脂是在水溶液聚合过程中能形成交联结构类型的树脂，这样交联结构的生成对于本领域的各种已知方法中任一种是有效的，在这种已知的方法中的典型例子叙述如下(1)一种包括将交联单体预先掺入单体组分中，这样在水溶液聚合过程中借助游离基聚合反应使单体组分形成交联结构的方法，这里使用的交联单体除了分子单元中具有至少两个可聚合双链外，没有特殊限制，这就要求它具有在水中有一定的溶解度，与上述含酸基单体要具有足够的共聚性，以及要求有足够的交联结构和生成均匀的交联分布。交联单体的例子中包括二丙烯酸酯和乙二醇的二甲基丙烯酸酯、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1.4-丁二醇、1.5-戊二醇、1.6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇，三羟甲基丙烷和季戊四醇的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯，季戊四醇的四丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯，N，N′-亚甲基二丙烯酰胺，N，N′-亚甲基二甲基丙烯酰胺、三烯丙基异氰酸酯和三烯丙基胺，可以使用选自上述交联单体中的一种或者两种或多种的混合物。所用交联单体的量是在0.001到5%摩尔，较好为0.002到2%摩尔(以上述单体组分计)。如果其量低于0.001%摩尔，尽管吸收率是很大的，而水可溶性物的量将会是很大的。如果交联单体量的量高于5%摩尔，生成的吸水树脂没有足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸水树脂的生产方法，包括制备有能形成交联结构并使本身能在水溶液聚合的过程中转变成为水凝胶聚合物的单体组分，该单体组分具有至少５０％摩尔的含酸基单体和所述含酸基单体具有１０到５０％摩尔已中和，并将此单体在一个装有多元搅拌轴（每个轴上附有搅拌叶片）的反应器内进行聚合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村和正，初田卓已，入江好夫，下村忠生，
申请(专利权)人：日本触媒化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]