本发明涉及吸水材料技术领域，尤其涉及一种吸水材料的制作方法。
背景技术：
在高吸收制品木浆芯体结构中起吸收作用的主要是高分子吸水树脂和木浆。目前吸水树脂和木浆纸的复合方式为干法复合，在木浆层表面进行喷胶后将高分子吸水树脂分散到木浆纸层表面。干法喷胶复合不但会对吸水材料造成卫生隐患，胶干燥后还会影响吸水速度；再是复合后在应用过程中因复合不充分，造成部分高分子吸水树脂泄漏，影响吸水量。干法复合后，高分子吸水树脂分布在纸面表层，对木浆纤维的接触不充分，导致吸水结构层对液体的传导性差，影响吸水速度。
目前，采用湿法复合高分子吸水树脂制作吸水材料的方法还未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的针对现有技术中干法复合高分子吸水树脂制作吸水材料存在的缺陷，提供一种吸水材料的制作新方法，即在木浆纸层成型初期加入高分子吸水树脂，能大幅度提高高分子吸水树脂与纸页纤维的接触面积，增强了纸页纤维与高分子吸水树脂对液体的传导性，从而大幅度提高吸水材料对液体的吸收量和吸收速度。
本发明提供了一种吸水材料的制作方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将面浆料和底浆料分别经上网成型，制得湿面层纸和湿底层纸；
(2)用高分子吸水树脂分别喷洒步骤(1)制得的湿面层纸和湿底层纸，并使分别喷洒了高分子吸水树脂的所述湿面层纸和所述湿底层纸复合，制得湿纸页；
(3)将步骤(2)中制得的湿纸页依次进行压榨和干燥，制得吸水材料。
优选地，所述方法还包括在步骤(1)之前将面浆料和底浆料的各原料分别经碎浆、磨浆后，再配浆，分别得到面浆料和底浆料。
优选地，所述方法进一步包括将步骤(3)制得的吸水材料依次进行卷取、分切和包装。
优选地，所述碎浆的浓度为4wt％-6wt％；所述碎浆的时间为10-20min；所述磨浆的磨浆功率为280-360kw；所述磨浆过程中浆料的通过量为1800-2100l/min；所述磨浆的浓度为3.8wt％-4.2wt％；所述配浆的过程中加入添加剂，所述添加剂选自由湿强剂和柔软剂组成的组。
特别地，所述面浆料和/或底浆料的原料由木浆和/或草浆组成；所述木浆由针叶木浆和/或阔叶木浆组成；优选的是，所述面浆料和/或底浆料的原料由针叶木浆和阔叶木浆组成，所述针叶木浆与所述阔叶木浆的重量比为(20-40)：(60-80)。
优选地，步骤(1)中所述上网的浓度为0.6wt％-0.8wt％；步骤(1)中制得的湿面层纸和/或湿底层纸的相对含水率为50％-80％；步骤(1)中制得的湿面层纸干燥后克重为20-50g/m2，所述湿底层纸干燥后克重为20-60g/m2；步骤(2)中湿面层纸和/或湿底层纸的高吸水树脂的喷涂量为35-60g/m2；步骤(3)中制得的吸水材料的相对含水率为6％-8％。
优选地，所述高分子吸水树脂的原料为：丙烯酸，浓度为48-50wt％氢氧化钠溶液，聚乙二醇，双丙烯酸酯，水，引发剂，乙醇，甘油，表面处理液，二氧化硅，制备过程如下：
(a)将丙烯酸、水、聚乙二醇和双丙烯酸酯混合后通氮气除氧，然后加入引发剂引发聚合反应，并使聚合反应自然升温；
(b)将步骤(a)中聚合反应的温度不再上升视为反应结束，反应结束后，在80-90℃条件下保温，得到聚合胶体，所述聚合胶体经造粒得到树脂颗粒；
(c)将步骤(b)中得到的树脂颗粒用氢氧化钠溶液中和至ph为6.0-6.5，然后喷洒表面处理液进行表面处理，再依次经干燥、破碎得到吸水性树脂颗粒；
(d)将步骤(c)得到的吸水性树脂颗粒与乙醇、甘油混合搅拌均匀，然后加入二氧化硅继续搅拌均匀，最后经干燥，得到高分子吸水树脂。
优选地，所述高分子吸水树脂的原料的用量为：按重量份计，丙烯酸100-300，浓度为48-50wt％氢氧化钠溶液100-300，聚乙二醇400，双丙烯酸酯5-10，水100-700，引发剂0.5-2，乙醇20-50，甘油1-20，表面处理液2-6，二氧化硅2-5；所述表面处理液包含1,4-丁二醇二缩水甘油醚和水，所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚与水的重量比为1:1。
优选地，步骤(a)中通氮气除氧后，氧气含量在1ppm以内；步骤(a)中通氮气除氧后，在5-10℃条件下加入引发剂；步骤(a)中自然升温的峰值在85-90℃之间；步骤(b)中保温的时间为0.5-1.5小时；步骤(c)和/或步骤(d)所述干燥的温度为110℃-130℃。
优选地，所述引发剂为氧化还原引发剂；所述氧化还原引发剂中的氧化剂选自由过氧化氢、过硫酸铵和过硫酸钾组成的组，所述氧化还原引发剂中的还原剂选自由亚硫酸氢钠和抗坏血酸组成的组。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明方法采用湿法复合高分子吸水树脂的复合方式，由于高分子吸水树脂在纸页成型初期即与纸页纤维进行复合，高分子吸水树脂完全镶嵌在纸页纤维里面，大大提高了高分子吸水树脂与纤维的接触面积，同时也增强了纸页纤维与高分子吸水树脂对液体的传导性，从而大幅度提高了吸水材料对液体的吸收量和吸收速度。
(2)本发明中的吸水材料具有良好的凝胶保水性，因为高分子吸水树脂在吸水后呈凝胶状态，吸收的水几乎挤压不出来。
(3)本发明中利用惰性固体亲水颗粒(二氧化硅)进一步进行吸水性树脂的表面处理，在保证树脂高吸水性能的同时，提高了树脂颗粒的通液性。
(4)本发明采用的是抄造成型，纸页匀度好，由于加入柔软剂及前期浆料打浆度及成纸水分等的控制，纸页成型后纸页柔软度和手感均较好。打浆时，浆料中短纤维(阔叶木浆中的纤维)占比大，纤维比表面积大，纤维间的透气性较好，同时增加了一定比例的长纤维(针叶木浆中的纤维)，增强了纤维间的交织，提高了纸页强度。
(5)本发明方法制作的吸水材料可用于生产纸尿裤、妇女卫生用品、成人失禁用品等卫生用品等。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种吸水材料的制作方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将面浆料和底浆料分别经上网成型，制得湿面层纸和湿底层纸；
(2)用高分子吸水树脂分别喷洒步骤(1)制得的湿面层纸和湿底层纸，并使分别喷洒了高分子吸水树脂的所述湿面层纸和所述湿底层纸复合，制得湿纸页；
(3)将步骤(2)中制得的湿纸页依次进行压榨和干燥，制得吸水材料。具体地，将所述湿纸页进行压榨脱水，经过压榨脱水后的纸页置于烘缸中进一步干燥脱水，得到吸水材料。
根据一些优选的实施方式，所述方法还包括在步骤(1)之前将面浆料和/或底浆料的各原料分别经碎浆、磨浆后，再配浆，分别得到面浆料和底浆料；所述碎浆的浓度为4wt％-6wt％；所述碎浆的时间为10-20min；所述磨浆的磨浆功率为280-360kw；所述磨浆过程中浆料的通过量为1800-2100l/min；所述磨浆的浓度为3.8wt％-4.2wt％；所述配浆的过程中加入添加剂，所述添加剂选自由湿强剂和柔软剂组成的组。例如，所述湿强剂可选用聚酰胺环氧氯丙烷树脂类产品；所述柔软剂可选用亲水性有机硅类产品。
根据一些优选的实施方式，所述方法进一步包括将步骤(3)制得的吸水材料依次进行卷取、分切和包装。
根据一些优选的实施方式，所述面浆料和/或底浆料的原料(所述面浆料和所述底浆料的采用原料可以相同或者不相同)由木浆和/或草浆组成；所述木浆由针叶木浆和/或阔叶木浆组成；优选的是，所述面浆料和/或底浆料的原料由针叶木浆和阔叶木浆组成，所述针叶木浆与所述阔叶木浆的重量比为(20-40)：(60-80)(例如20:80、25:75、30:70、35:65或40:60)。
根据一些优选的实施方式，步骤(1)中所述上网的浓度为0.6wt％-0.8wt％；步骤(1)中制得的湿面层纸和/或湿底层纸的相对含水率为50％-80％；步骤(1)中制得的湿面层纸干燥后克重为20-50g/m2，所述湿底层纸干燥后克重为20-60g/m2；步骤(2)中湿面层纸和/或湿底层纸的高吸水树脂的喷涂量为35-60g/m2；步骤(3)中制得的吸水材料的相对含水率为6％-8％。所述喷涂量为步骤(2)中用高分子吸水树脂喷洒湿面层纸或湿底层纸的用量。
根据一些更具体的实施方式，将针叶木浆和阔叶木浆(所述针叶木浆和所述阔叶木浆均为100％全木浆，且是原生木浆)分别置于水力碎浆机中进行碎浆，碎浆的浓度为4wt％-6wt％(例如4wt％、5wt％或6wt％)，碎浆的时间为10-20min(例如10、15或20min)，然后将碎浆后的浆料置于盘磨机中进行磨浆，使针叶木浆和阔叶木浆中的纤维分丝帚化，磨浆过程中磨浆功率控制在280-360kw(例如280、290、300、310、320、330、340、350或360kw)，磨浆过程中的浆料通过量控制在1800-2100l/min(例如1800、1900、2000或2100l/min)，磨浆的浓度为3.8wt％-4.2wt％(例如3.8wt％、3.9wt％、4.0wt％、4.1wt％或4.2wt％)；将磨好的浆料输送到配浆池中进行配浆，针叶木浆与阔叶木浆的重量比为30:70，所述配浆过程中同时添加湿强剂(例如聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂)和柔软剂(例如亲水性有机硅柔软剂)，得到面浆料和底浆料；然后，将面浆料和底浆料经过流浆箱传送上网，面浆料和底浆料的上网的浓度为0.6wt％-0.8wt％(例如0.6wt％、0.7wt％或0.8wt％)，经过网部脱水的面浆料和底浆料逐步成型，分别得到湿面层纸和湿底层纸，所述湿面层纸和所述湿底层纸的相对含水率控制在50％-80％之间(例如50％、60％、70％或80％)，用高分子吸水树脂分别喷洒湿面层纸和湿底层纸，并同时使分别喷洒了高分子吸水树脂的所述湿面层纸和所述湿底层纸立即复合(瞬时复合)，制得湿纸页；最后，将所述瞬时复合后的湿纸页直接进行压榨脱水，经过压榨脱水后的纸页置于烘缸中进一步干燥脱水，得到面层、高分子吸水树脂和底层完全复合为一体的吸水材料，使得吸水材料的相对含水率为6％-8％(例如6％、7％或8％)；最后，将制得的吸水材料依次进行卷取、分切和包装。
本发明中制作吸水材料采用的是上下层成型结构。吸水材料的克重优选为60-80g/m2，其中制作吸水材料的过程中所述面层纸干燥状态下的克重为20-50g/m2，所述底层纸干燥状态下的克重为20-60g/m2。
本发明中所述湿面层纸和湿底层纸的相对含水率为湿面层纸和湿底层纸中所含有的水分的重量分别占湿面层纸重量和湿底层纸重量的百分率；本发明中所述吸水材料的相对含水率为吸水材料中所含有的水分的重量占吸水材料重量的百分率。
本发明中所述高分子吸水树脂可以为市售的卫生用吸水树脂。优选的是，所述高分子吸水树脂是由聚丙烯酸酯、淀粉接枝共聚物、交联的羧甲基纤维素衍生物、皂化的丙烯酸酯-乙烯系共聚物、改性的交联聚乙烯醇、中和的交联聚丙烯酸、交联聚丙烯酸盐和水解的淀粉-丙烯腈介质共聚物一种或几种组成的组合。更优选的是，所述高分子吸水树脂的原料为：丙烯酸，浓度为48-50wt％氢氧化钠溶液，聚乙二醇，双丙烯酸酯，水，引发剂，乙醇，甘油，表面处理液，二氧化硅，制备过程如下：
(a)将丙烯酸、水、聚乙二醇和双丙烯酸酯混合后通氮气除氧，然后加入引发剂引发聚合反应，并使聚合反应自然升温；
(b)将步骤(a)中聚合反应的温度不再上升视为反应结束，反应结束后，在80-90℃条件下保温，得到聚合胶体，所述聚合胶体经造粒得到树脂颗粒；
(c)将步骤(b)中得到的树脂颗粒用氢氧化钠溶液中和至ph为6.0-6.5，然后喷洒表面处理液进行表面处理，再依次经干燥、破碎得到吸水性树脂颗粒；
(d)将步骤(c)得到的吸水性树脂颗粒与乙醇、甘油混合搅拌均匀，然后加入二氧化硅继续搅拌均匀，最后经干燥，得到高分子吸水树脂。
根据一些优选的实施方式，所述高分子吸水树脂的原料的用量为：按重量份计，丙烯酸100-300(例如100、200或300)，浓度为48-50wt％氢氧化钠溶液100-300(例如100、200或300)，聚乙二醇400，双丙烯酸酯5-10(例如5、6、7、8、9或10)，水100-700(例如100、200、300、400、500、600或700)，引发剂0.5-2(例如0.5、1、1.5或2)，乙醇20-50(例如20、30、40或50)，甘油1-20(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20)，表面处理液2-6(例如2、3、4、5或6)，二氧化硅2-5(例如2、3、4或5)；所述表面处理液包含1,4-丁二醇二缩水甘油醚1-3(例如1、2或3)和水1-3(例如1、2或3)，所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚与水的重量比为1:1；本发明中所述水优选为去离子水。
根据一些优选的实施方式，步骤(a)中通氮气除氧后，氧气含量在1ppm以内；步骤(a)中通氮气除氧后，在5-10℃条件下(例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃)加入引发剂；步骤(a)中自然升温的峰值在85-90℃之间(例如85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃)；步骤(b)中保温的时间为0.5-1.5小时(例如0.5、1或1.5小时)；步骤(c)和/或步骤(d)所述干燥的温度为110-130℃(例如110℃、115℃、120℃、125℃或130℃)。本发明中所述自然升温的峰值表示的是步骤(a)中聚合反应的温度不再上升时的温度。
根据一些优选的实施方式，所述引发剂为氧化还原引发剂；所述氧化还原引发剂中的氧化剂选自由过氧化氢、过硫酸铵和过硫酸钾组成的组，所述氧化还原引发剂中的还原剂选自由亚硫酸氢钠和抗坏血酸组成的组。
本发明中对所制作的吸水材料的吸水量和吸水速度进行了测试，具体如下：
1、吸水量：将相同重量的吸水材料在液体(蒸馏水或者0.9％生理盐水)中浸泡10分钟后，总重量增加的百分比即为吸水材料的吸水量，单位为(g/g)。
2、吸水速度：将相同重量的吸水材料吸收完100g液体(蒸馏水或者0.9％生理盐水)所用的时间记为吸水速度，单位为秒s。
实施例1
将针叶木浆和阔叶木浆分别置于水力碎浆机中进行碎浆，碎浆的浓度为5wt％，碎浆时间为15min，然后将碎浆后的浆料置于盘磨机中进行磨浆，使针叶木浆和阔叶木浆中的纤维分丝帚化，磨浆过程中磨浆功率为300kw，磨浆过程中浆料的通过量为2000l/min，磨浆浓度为4.0wt％；将磨好的浆料输送到配浆池中进行配浆，针叶木浆与阔叶木浆的重量比为30:70，所述配浆过程中同时添加聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂湿强剂和亲水性有机硅柔软剂，得到面浆料和底浆料；然后，将面浆料和底浆料经过流浆箱传送上网，面浆料和底浆料的上网浓度为0.7wt％，经过网部脱水的面浆料和底浆料逐步成型，分别得到湿面层纸和湿底层纸，所述湿面层纸和所述湿底层纸的相对含水率为60％，用高分子吸水树脂分别喷洒湿面层纸和湿底层纸，并同时使分别喷洒了高分子吸水树脂的所述湿面层纸和所述湿底层纸瞬时复合，得到湿纸页；最后，将所述湿纸页直接进行压榨脱水，经过压榨脱水后的纸页置于烘缸中进一步干燥脱水，得到面层、高分子吸水树脂和底层完全复合为一体的吸水材料，并使得吸水材料的相对含水率为7％；最后，将制得的吸水材料依次进行卷取、分切和包装。
其中，所述高分子吸水树脂的主要原料为：
按重量份计，丙烯酸200，浓度为48wt％氢氧化钠溶液200，聚乙二醇400，双丙烯酸酯6，去离子水300，氧化还原引发剂1，乙醇30，甘油10，表面处理液4，二氧化硅3。
制备过程为：
将丙烯酸、水、聚乙二醇和双丙烯酸酯混合后通氮气除氧30min，使氧气含量在1ppm以内，然后在10℃条件下加入氧化还原引发剂(氧化剂为过硫酸铵，还原剂为抗坏血酸)引发聚合反应，并使聚合反应自然升温，使得自然升温的峰值为85℃；然后在85℃条件下保温1小时，得到聚合胶体，将所述聚合胶体经造粒得到树脂颗粒；然后，将树脂颗粒经浓度为48wt％的氢氧化钠溶液中和至ph为6.5后，喷洒表面处理液(由2重量份1,4-丁二醇二缩水甘油醚和2重量份去离子水混合而成)进行表面处理，然后在120℃条件下干燥后破碎得到吸水性树脂颗粒；最后，将得到的吸水性树脂颗粒与乙醇、甘油混合搅拌均匀，然后加入二氧化硅继续搅拌均匀，最后经120℃下干燥，得到高分子吸水树脂。
实施例2
实施例2采用与实施例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
针叶木浆与阔叶木浆的重量比为20:80。
实施例3
实施例3采用与实施例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
针叶木浆与阔叶木浆的重量比为40:60。
实施例4
实施例4采用与实施例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
高分子吸水树脂的主要原料的用量不同：按重量份计，丙烯酸100，浓度为48wt％氢氧化钠溶液100，聚乙二醇400，双丙烯酸酯5，去离子水100，氧化还原引发剂0.5，乙醇20，甘油1，表面处理液2，二氧化硅2。
实施例5
实施例5采用与实施例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
高分子吸水树脂的主要原料的用量不同：按重量份计，丙烯酸300，浓度为50wt％氢氧化钠溶液300，聚乙二醇400，双丙烯酸酯10，去离子水700，氧化还原引发剂2，乙醇50，甘油10，表面处理液6，二氧化硅5。
实施例6
实施例6采用与实施例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
实施例6中的高分子吸水树脂为水解的淀粉-丙烯腈介质共聚物。
对比例1
对比例1采用与实施例1基本相同的方式进行，且采用的高分子吸水树脂与实施例1中的高分子吸水树脂相同，不同之处在于：
得到湿面层纸和湿底层纸后，将湿面层纸和湿底层纸分别烘干，然后分别在烘干后的面层纸的下表面和烘干后的底层纸的上表面用喷胶机喷胶，再在面层纸的下表面和底层纸的上表面均匀喷洒高分子吸水树脂，最后使分别喷洒了高分子吸水树脂的面层纸的下表面和底层纸的上表面复合，得到纸页，将纸页置于烘缸中进一步干燥脱水，得到吸水材料，并使得吸水材料的相对含水率为7％；最后，将制得的吸水材料依次进行卷取、分切和包装。
对比例2
对比例2采用与对比例1基本相同的方式进行，不同之处在于：
对比例2中的高分子吸水树脂为水解的淀粉-丙烯腈介质共聚物。
实施例1-6以及对比例1-2中吸水材料的吸水量与吸水速度如表1所示。
表1：实施例1-6以及对比例1-2中吸水材料的吸水量与吸水速度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。