高吸水性树脂的制造方法技术

一种高吸水性树脂制造方法，使一种低含量的多价金属离子无机盐粉末，其多价金属离子合计含量不高于１２００ｐｐｍ，与水溶性不饱和单体混合，其中和比率在４５至８５摩尔％的范围内，不饱和单体水溶液的浓度在２０至５５重量份的范围，由此方法所获得到的高吸水性树脂其物理性质表现良好，而且具有低发尘量及减少吸湿后结块问题的特性。

【技术实现步骤摘要】

高吸水性树脂被广泛地运用于农业或园艺方面的水保持剂、建筑材料 中的抗露珠凝结剂以及移除石油中水份的材料，或是电缆线中的外层防水 包覆剂以及卫生用品如尿布、妇女卫生用品、抛弃式的擦巾等。
技术介绍
目前已知的高吸水性树脂的成分材料有遇水分解型的淀粉-丙烯腈(hydrolyzed starchaciylonitrile)接枝聚合物(日本特许公报昭 49(1974)-43,395)，中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物(日本专利公开公报昭 51 (1976)-125,468)，皂化乙烯醋酸-丙烯酯共聚物(日本专利公开公报昭 52(1977)-14,689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物(日本专利公报昭 53 (1978)-15,959 )，及部份中和聚丙烯酸(日本专利公开公报昭 55(1980)-84,304)等。其中淀粉-丙烯腈接枝聚合物，因为含有天然的高分 子一淀粉，会引起腐烂性的分解，所以无法长时间的保存；再者，其制造 方法又十分复杂，所以现今高吸水性树脂的制备方式均以使用丙烯酸及丙 烯酸盐进行交联聚合所得的高吸水性树脂占最大部份也最为经济，其原因 为丙烯酸盐共聚物的原料-丙烯酸可迅速由商场上购得，且制得的高吸水 性树脂具有高的吸水能力，及具有制造成本低廉且最具经济效益以及不会引起腐烂性的分解，故成为最普遍化的高吸水性树脂。聚合丙烯酸及丙烯酸盐形成高吸水性树脂的方法可由数种已知的方 法制得，如水溶液聚合反应、逆相悬浮液聚合反应、乳化聚合反应或将单 体喷洒或涂覆于纤维基质上进行聚合反应等方法。在这些方法中，逆相悬 浮液聚合反应以及乳化聚合反应必须使用到有机溶剂，但若无法有效的控 制聚合反应时的温度，有机溶剂将造成反应系统的温度以及压力的增加， 产生起火现象甚至引发爆炸，进而威胁到操作现场人员的安全以及造成环 境污染问题，其成品也有有机溶剂残留的疑虑。高吸水性树脂的颗粒因具有高吸湿的特性，无论在储存或是用于制造 卫生用品的过程中，会吸收空气中的水气而导致树脂彼此黏着，因而无法 顺利的从连续的定量供量设备中进料，使得制造出的卫生用品中，高吸水 性树脂的含量不均，因此，改进高吸水性树脂吸湿后结块问题成为一项新 的研究趋势。至今仍有许多科学家一直为减少高吸水性树脂的吸湿后结块问题而 努力，己有许多降低高吸水性树脂的吸湿后结块问题的方法被开发出来， 如使用高领土与吸水性树脂在表面交联时进行混合(国际公布WO00/01587),添加比表面积50m2/g以上，平均粒径0.05um以下的疏水 性二氧化硅于吸水性树脂中(日本特开昭56-133028)，使用二氧化硅水合 物、氧化铝水合物或氧化钛水合物添加于吸水性树脂中(日本特开昭 59-80459)，亦有使用具有至少12垸基的阳离子型界面活性剂喷洒于吸水 性树脂表面(日本特开昭61-69854)进行表面处理后，再添加高溶点的有 机化合物粉末(如硬脂酸钙)，去达到降低吸水性树脂吸湿后结块问题的目的。然而，使用疏水性二氧化硅于吸水性树脂中的方法，会降低吸水性树 脂的吸收速度。而使用二氧化硅水合物、氧化铝水合物或氧化钛水合物添 加于吸水性树脂的方法，虽然不会降低吸收速度，但其加入多与高吸水性 树脂混合加入进行改质，或改质后再加入无机盐粉末，由于此类无机盐粉 末是微粉状，容易产生粉尘的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。为实现上述目的，本专利技术提供的，该方法至 少包括(a) 使一种具有低含量的多价金属离子的无机盐粉末与水溶性不饱和 单体混合，中和比率在45至85摩尔％的范围内，不饱和单体水溶液的浓度在20至55重量份的范围；反应生成凝胶体；(b) 将凝胶体利用IO(TC至180。C温度热风干燥、粉碎、筛选出 0.1mm 0.85mm粒径粉状吸水性树脂；(c) 以表面交联剂涂覆处理；(d) 再以温度8(TC至23(TC加热表面处理为特征的高吸水性树脂的制 造方法。所述的，其中，低含量的多价金属离子的无 机盐粉末直径为0.05mm至1.50mm范围之间。所述的的，其中，水溶性不饱和单体与低量的多价无机盐粉末混合可为(1)无机盐粉末加入不饱和双键的酸性单 体，或(2)无机盐水溶液加入不饱和双键的酸性单体，或(3)无机盐粉 末加入中和剂(碱液)，或(4)无机盐水溶液加入中和剂(碱液)，或(5)无机盐粉末加入不饱和双键的单体溶液，或(6)无机盐水溶液加入不饱和双键的单体溶液。所述的，其中，低含量的多价金属离子的无 机盐粉末为硫酸铝、碳酸钙、氧化镁、沸石、高岭土、 二氧化钛或二氧化 硅，其水溶液可单独使用或合并两种以上混合使用。所述的，其中，低含量的多价金属离子的无机盐粉末添加范围在重量百分比0.01wt。/。至10.0wt。/。之间。所述的，其中，低含量的多价金属离子的无 机盐粉末，其多价金属离子合计含量应低于1200ppm，铁离子浓度应低于600ppm、或铝离子浓度低于200ppm。换言之，制造本专利技术的高吸水性树脂，是以引发自由基进行聚合反应， 其所需的含不饱和双键的酸基单体除丙烯酸外，尚可使用其它具有不饱合 双键的水溶性单体，如甲基丙烯酸、马林酸、富马酸、2-丙烯胺-2-甲基丙 烷磺酸等。单体的选用不特定限制只可使用一种，亦可合并多种单体一起 使用，亦可视情况需要添加具有不饱和双键其它亲水性的单体，如丙烯酰 胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-烃基乙酯、甲基丙烯酸2-烃基乙酯、丙烯酸 甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯酰胺基三甲铵等(美 国专利4,057,521号、4,062,817号、4，525，527号、4,286,082号及4,295,987 号)，但添加量以不破坏高吸水性树脂的物性为原则。在进行自由基聚合反应的前，单体水溶液浓度宜控制在重量百分比 20wt。/。至55wt。/。间，适当浓度为30wt。/。至45wt。/。之间，浓度在重量百分比20wt。/。以下时，聚合后水合胶体太软且有黏性不利机械加工，添加浓度在重量百分比55wt。/。以上，过于接近饱和浓度时有不易调配问题且反应太快反应热过多不易控制。含酸基单体的羧酸基应部份中和以控制成品的pH值，使呈中性或微酸性。中和剂为周期表中碱金族或碱土族的氢氧化物或是碳酸化合物，如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾或氨类化合物；中和剂可单独使用一种或多种混合使用。含酸基单体的羧酸基部份中 和成钠盐或钾盐或铵盐，中和浓度摩尔百分比为45mol。/。至85mol。/c)，较宜 为50mol。/。至75mol%，中和浓度摩尔百分比为45mol。/。以下时成品的pH 值会偏低，中和浓度摩尔百分比为85moP/。以上时成品的pH值会偏高， 成品pH值非呈中性或微酸性时，若不慎与人体接触时均不太适合，也较 不安全。在进行自由基聚合反应的前，单体水溶液亦可添加水溶性高分子化合 物以降低成本，此等水溶性高分子化合物，如部份皂化或完全皂化的聚 乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、淀粉或淀粉衍生物如甲基纤 维素，丙烯酸甲基纤维素，乙基纤维素等聚合物。此等水溶性高分子化合 物的分子量并不特别限定，其中较佳的水溶性高分子化合物为淀粉、部份 皂化或完全皂化的聚乙烯醇等单独或混合使用。高吸水性树脂含此等添加 水溶性高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高吸水性树脂的制造方法，该方法至少包括：　（ａ）使一种具有低含量的多价金属离子的无机盐粉末与水溶性不饱和单体混合，中和比率在４５至８５摩尔％的范围内，不饱和单体水溶液的浓度在２０至５５重量份的范围；反应生成凝胶体；　（ｂ）将凝胶体利用１００℃至１８０℃温度热风干燥、粉碎、筛选出０．１ｍｍ～０．８５ｍｍ粒径粉状吸水性树脂；　（ｃ）以表面交联剂涂覆处理；　（ｄ）再以温度８０℃至２３０℃加热表面处理为特征的高吸水性树脂的制造方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施凯耀，吴政璋，钟宏宗，谢益民，周源城，陈忠毅，游志贤，庄玉筵，
申请(专利权)人：台湾塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]