一种高吸水性树脂的制备方法与流程

1.本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种高吸水性树脂的制备方法。


背景技术：

2.高吸水性树脂是一类新型的功能性高分子材料，由于具有优良的吸水性和保水性，广泛应用于医疗卫生、建筑工业和农林业等领域。目前制备高吸水性树脂主要有水溶液聚合和反相悬浮聚合两种方法，其中反相悬浮法具有工艺简单、反应热易散去、无需粉碎即可直接得到微球状树脂的特点，同时制备的树脂吸水速率更快，是制备高吸水速率树脂的主要方法。
3.反相悬浮聚合可以直接得到颗粒状吸水树脂，但得到的颗粒状吸水树脂不能直接使用，因为当颗粒状吸水树脂接触水溶液后,树脂表面易粘结导致相互间结块,产生的凝胶阻塞效应会限制水分子的进一步渗入,从而影响树脂的吸水倍率和吸水速率。同时这种树脂还具有吸水后凝胶强度不高、加压吸收量低、在空气中易吸潮而相互粘结、不利于长期储存等缺陷。
4.cn 101903441a报道，采用有机和无机交联剂处理聚丙烯酸钠吸水树脂，显著提高了树脂的透液性、吸水强度、保水性和凝胶强度。us 6620889b1采用多元醇和阳离子盐水溶液处理吸水树脂，从而将吸水树脂的表面交联。其他，如us 6657015、us 6831122、cn 1696181均报道，通过对吸水树脂的表面进行处理，能有效提高树脂的吸水能力，虽然采用的试剂各不相同，但其原理均是对树脂的表面进行交联。然而上述报道的表面处理方法针对的是溶液聚合制备的、粒径较大的高吸水树脂，不能直接应用于反相悬浮聚合制备的高吸水树脂。
5.综上所述，亟需提供一种利用反相悬浮聚合制备的性能优异的高吸水树脂。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种利用反相悬浮聚合制备的性能优异的高吸水树脂。
7.上述目的是通过如下技术方案实现：一种高吸水性树脂的制备方法，包括如下步骤：
8.(1)颗粒状吸水树脂的制备：采用反相悬浮聚合制备的颗粒状吸水树脂；
9.(2)表面处理：将步骤(1)制备的颗粒状吸水树脂中添加预定量的表面处理液和二氧化硅，搅拌均匀后烘干，所述表面处理液包括去离子水、乙醇、氯化铝、丙二醇、十二烷基磺酸钠、水溶性聚合物组成的混合物。
10.反相悬浮聚合得到的是粒径较小的树脂，粒径在10-100微米，发明人发现在实际应用中发现粒径在100-700微米之间的吸水树脂综合性能最为优异，本发明对颗粒状吸水树脂进行表面处理，采用有机和无机交联剂将吸水树脂的表面交联的同时加入了水溶性聚合物，增强树脂间的粘结效果，使用过程中不容易破碎，增加了树脂的实际使用性能。
11.进一步的技术方案是，所述步骤(2)中的表面处理液按下述的质量比混合制备：去
离子水5-15g，乙醇1-5g，氯化铝0.1-1g，丙二醇0.1-1g，十二烷基磺酸钠0.1-1g，水溶性聚合物0.5-2g。经过验证，经上述配方的表面处理液的处理后，效果较佳。
12.进一步的技术方案是，所述步骤(2)中的表面处理液按下述的质量比混合制备：去离子水10g，乙醇3g，氯化铝0.3g，丙二醇0.3g，十二烷基磺酸钠0.3g，水溶性聚合物1g。经过实验验证，经上述配方的表面处理液的处理后，效果最优。
13.进一步的技术方案是，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺中的一种或多种。
14.进一步的技术方案是，所述步骤(2)中颗粒状吸水树脂、表面处理液和二氧化硅的质量比为20:2:1。
15.进一步的技术方案是，所述步骤(2)中烘干温度为120℃，烘干时间为2小时。
16.进一步的技术方案是，所述步骤(1)中颗粒状吸水树脂的制备方法具体如下：将氢氧化钠溶于水中，缓慢滴加丙烯酸，然后加入丙烯酰胺、交联剂和过硫酸铵，将上述溶液加入到反应容器中，再向容器中加入环己烷和司班60，搅拌升温至预定温度下反应预定时间，反应完成后分水处理预定时间，冷却后过滤即得颗粒状吸水树脂。
17.进一步的技术方案是，所述步骤(1)中将30g氢氧化钠溶于100g水中，缓慢滴加72g丙烯酸，然后加入18g丙烯酰胺、20mg交联剂和0.5g过硫酸铵，将上述溶液加入到反应容器中，再向容器中加入400g环己烷和5g司班60，搅拌升温至70℃反应2小时，反应完成后分水处理5小时，冷却后过滤即得颗粒状吸水树脂。
18.本发明采用反相悬浮聚合的方法制备高吸水性树脂，采用无机、有机的表面交联剂，同时加入水溶性聚合物，对上述高吸水性树脂进行表面处理，制备性能优异的高吸水性树脂，使吸水树脂达到实际应用的要求，是一种非常实用的制备高吸水树脂的方法。
附图说明
19.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1为本发明一种实施例制备的颗粒状吸水树脂的显微镜观察图；
21.图2和图3分别为本发明具体实施方式中实施例1和对比例1中经表面处理制备的吸水树脂的显微镜观察图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
23.1、颗粒状吸水树脂的制备
24.将30g氢氧化钠溶于100g水中，缓慢滴加72g丙烯酸，然后加入18g丙烯酰胺、20mg交联剂和0.5g过硫酸铵，将上述溶液加入到反应容器中，再向容器中加入400g环己烷和5g司班60，搅拌升温至70℃反应2小时，反应完成后分水处理5小时，冷却后过滤即得颗粒状吸水树脂。
25.制备的颗粒状吸水树脂的显微镜观察图如图1所示，图中一小格的长度为100微
米。
26.2、表面处理
27.实施例1
28.表面处理液的配制：10g去离子水，3g乙醇，0.3g氯化铝，0.3g丙二醇，0.3g十二烷基磺酸钠，1g聚丙烯酰胺。
29.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
30.实施例1经表面处理制备的吸水树脂的显微镜观察图如图2所示，图中一小格的长度为100微米。
31.实施例2
32.表面处理液的配制：5g去离子水，1g乙醇，0.1g氯化铝，0.1g丙二醇，0.1g十二烷基磺酸钠，0.5g阳离子聚丙烯酰胺。
33.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
34.实施例3
35.表面处理液的配制：15g去离子水，5g乙醇，1g氯化铝，1g丙二醇，1g十二烷基磺酸钠，2g阴离子聚丙烯酰胺。
36.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
37.实施例4
38.表面处理液的配制：10g去离子水，3g乙醇，0.3g氯化铝，0.3g丙二醇，0.3g十二烷基磺酸钠，1g聚乙烯醇。
39.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
40.实施例5
41.表面处理液的配制：10g去离子水，3g乙醇，0.3g氯化铝，0.3g丙二醇，0.3g十二烷基磺酸钠，1g聚环氧乙烷。
42.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
43.实施例6
44.表面处理液的配制：10g去离子水，3g乙醇，0.3g氯化铝，0.3g丙二醇，0.3g十二烷基磺酸钠，1g聚乙烯基吡咯烷酮。
45.称取上述颗粒状吸水树脂20g，滴加表面处理液2g，1g二氧化硅，搅拌均匀后于120度烘干2小时即可。
46.对比例
47.除不加水溶性聚合物，其他条件同实施例1。
48.对比例经表面处理制备的吸水树脂的显微镜观察图如图3所示，图中一小格的长度为100微米。
49.实施例1～实施例6制备的高吸水树脂的性能测试如表1所示。
50.表1高吸水树脂的性能测试结果
[0051][0052]
有表1和图1～3可知，本发明采用反相悬浮聚合的方法制备高吸水性树脂；采用无机、有机的表面交联剂，同时加入适当的聚合物，对上述高吸水性树脂进行表面处理，制备性能优异的高吸水性树脂。本发明通过在表面处理液中加入聚合物，在对吸水树脂表面交联的同时，将粒径较小的树脂粘结成大的颗粒，使吸水树脂达到实际应用的要求，是一种非常实用的制备高吸水树脂的方法。
[0053]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。