一种超吸水性聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一种超吸水性聚合物及其制备方法，该制备方法包括：在≤20℃下，将含有羧基的烯属不饱和单体和/或其盐、含d轨道的还原态过渡金属盐、氧化剂、还原剂和含有双键化合物的内交联剂接触引发聚合反应，得到水凝胶；将所述水凝胶破碎挤压后与中和剂接触进行中和反应，制得胶体粒子；所述胶体粒子经干燥、研磨后，通过与表面交联剂接触进行表面交联处理，得到超吸水性聚合物(SAP)树脂。本发明专利技术的方法能够使所得超吸水性聚合物的主链结构发生变化，在有效提升SAP树脂的加压性能和保水性的同时，可改善其通液性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超吸水性聚合物及其制备方法
本专利技术涉及超吸水性聚合物，尤其涉及一种性能得到改善的超吸水性聚合物及其制备方法。
技术介绍
吸水性聚合物是一种交联的、部分中和的聚合物，包括交联聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸接枝聚合物。根据超吸水性聚合物的一般定义，其能够在溶胀并形成水凝胶的情况下吸收大量含水液体和体液，和能够在一定压力下保持含水液体。超吸水性聚合物(SAP，SuperabsorbentPolymers)可形成粒子，通称为颗粒状超水收性聚合物。颗粒状的聚合物原粉可采用表面交联、表面处理和其它后处理以形成性能更均衡优异的颗粒状超吸水性聚合物。超吸水性聚合物和颗粒状超吸水性聚合物的主要用途在于卫生用品，例如，婴儿尿片、失禁产品或卫生巾。在吸收制品(例如，一次性尿片)中，用作吸收剂的超吸水性聚合物必须具有足够高的吸收容量以及足够高的加压。吸收容量需要足够高以使超吸水性聚合物能够吸收使用吸收制品期间遇到的大量含水体液。通液性则是决定了液体在超吸水性聚合物中间的扩散性，增加了吸收制品中吸水性聚合物的有效使用比例，减少凝胶堵塞的发生。一旦发生凝胶阻塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超吸水性聚合物，其特征在于，其聚合反应的原料包括如下各组分：/na)含有羧基的烯属不饱和单体和/或其盐，在聚合水溶液中的浓度大于等于20wt％且小于等于35wt％，优选大于等于20wt％且小于等于30wt％；/nb)含d轨道的还原态过渡金属盐，在聚合水溶液中的含量为5-1000ppm，优选为10-500ppm；/nc)含有双键化合物的内交联剂，用量为组分a)重量的0.01wt％-4wt％，优选0.05wt％-2wt％；/nd)氧化剂，用量为组分a)重量的0.005wt％-5wt％，优选0.01wt％-0.5wt％；/ne)还原剂，用量为组分a)重量的0.005wt％-5wt％，优选0....

【技术特征摘要】
1.一种超吸水性聚合物，其特征在于，其聚合反应的原料包括如下各组分：
a)含有羧基的烯属不饱和单体和/或其盐，在聚合水溶液中的浓度大于等于20wt％且小于等于35wt％，优选大于等于20wt％且小于等于30wt％；
b)含d轨道的还原态过渡金属盐，在聚合水溶液中的含量为5-1000ppm，优选为10-500ppm；
c)含有双键化合物的内交联剂，用量为组分a)重量的0.01wt％-4wt％，优选0.05wt％-2wt％；
d)氧化剂，用量为组分a)重量的0.005wt％-5wt％，优选0.01wt％-0.5wt％；
e)还原剂，用量为组分a)重量的0.005wt％-5wt％，优选0.01wt％-0.5wt％；
其中，聚合反应所得水凝胶进行中和处理后，所得胶体粒子中聚合物的羧酸中和度为50-80mol％；胶体粒子转化为聚合物颗粒，且颗粒尺寸为150-700微米的该聚合物颗粒所占比例大于等于92wt％；
以及，该聚合物颗粒的表面采用以下各项处理：
f)基于干燥后的聚合物颗粒，通过0.5-5wt％的施加于干燥后的聚合物颗粒表面的表面交联剂进行表面交联，和，可选地
g)基于干燥后的聚合物颗粒，在表面交联之后加入0-2wt％的不溶性无机粉末；
优选地，所述含d轨道的还原态过渡金属盐中，含有的阳离子选自Fe2+、Cu+、Cr3+、Mn2+、Co2+、Nb2+、V2+、Rh2+、Ni2+、Pd2+、Ru2+、Zr2+、Ti2+、Pa3+和Mo2+的一种或多种，含有的阴离子选自卤素离子、硝酸根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、磷酸根、氯酸根和高锰酸根中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的超吸水性聚合物，其特征在于，所述含d轨道的还原态过渡金属盐选自FeSO4、CuCl、MnCl2、FeCl2、Co(NO3)2、PdCl2和MnSO4中的一种或多种，优选选自FeSO4、FeCl2、Co(NO3)2和PdCl2中的一种或多种，更优选选自FeSO4和/或Co(NO3)2。


3.根据权利要求1所述的超吸水性聚合物，其特征在于，所述含有羧基的烯属不饱和单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯山梨酸、2’-甲基异巴豆酸、肉桂酸、对氯肉桂酸、β-硬脂酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸、马来酸、富马酸、三羧基乙烯和马来酸酐中的一种或多种，优选选自丙烯酸和/或甲基丙烯酸，更优选为丙烯酸；和/或
所述内交联剂选自乙二醇双丙烯酸酯、丙二醇双丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇双丙烯酸酯、聚丙二醇双丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三烯丙基胺、季戊四醇四丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种；和/或
所述氧化剂为过氧化物，优选选自过硫酸钠、过氧化氢、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种，更优选为过氧化氢；和/或
所述还原剂选自抗坏血酸、亚硫酸氢铵、硫代硫酸铵、连二亚硫酸铵、硫化铵和羟甲基次硫酸钠中的一种或多种，优选为抗坏血酸；和/或
所述不溶性无机粉末选自二氧化硅、硅石、二氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石、磷酸钙、粘土、硅藻土、沸石、膨润土、高岭土、水滑石和活性粘土中的一种或多种，优选为二氧化硅；和/或
所述表面交联剂选自多元醇类化合物、环氧化合物、胺类化合物和金属无机盐中的一种或多种；所述多元醇类化合物优选选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇或季戊四醇；所述环氧化合物优选选自(聚)乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯；所述胺类化合物优选选自三羟甲基氨基甲烷或碳化二亚胺；所述金属无机盐优选选自钙的无机盐、镁的无机盐、铝的无机盐、铁的无机盐、铜的无机盐或锌的无机盐。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的超吸水性聚合物，其特征在于，聚合反应的原料还包括：h)至少一种热引发剂，所述热引发剂为偶氮类引发剂，优选选自偶氮二异丁腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮双二甲基戊腈、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、偶氮双脒基丙烷二盐酸盐、2,2’-偶氮双(N,N-二亚甲基异丁脒)二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈和4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)中的一种或多种；
优选地，所述热引发剂的用量为组分a)重量的0.005wt％-1wt％，更优选0.01wt％-0.2wt％。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的超吸水性聚合物，其特征在于，所述超吸水性聚合物的吸液倍率为60-70g/g，离心保水率为35-40g/g，0.7psi加压吸液倍率为20-26g/g，吸液速率为25-40s，通液速率(GBP)大于等于30Darcy，残留单体的含量小于等于400ppm，可萃取物的含量小于等于5wt％。


6.一种超吸水性聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在≤20℃下，将含有羧基的烯属不饱和单体和/或其盐、含d轨道的还原态过渡金属盐、氧化剂、还原剂和含有双键化合物的内交联剂接触引发聚合反应，得到水凝胶；将所述水凝胶破碎挤压后与中和剂接触进行中和反应，制得胶体粒子；所述胶体粒子经干燥、研磨和筛分后，通过与表面交联剂接触进行表面交联处理，得到超吸水性聚合物树脂；
优选地，所述含d轨道的还原态过渡金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓，纪学顺，刘懿平，丁明强，王刚，赵帅，赵镇，田云，马磊，贾海东，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37