一种球形吸水树脂的制备方法及其冷热敷产品与流程

本发明涉及一种高分子树脂制备方法，具体地，本发明涉及一种球形吸水树脂的制备方法及其冷热敷产品。

背景技术：
高吸水性树脂(简称SAP)是当前国内外广泛研究开发的一类新型的功能高分子材料。目前，世界各国对高吸水性树脂进行了大量的研究工作，在其品种、制造方法、性能和应用领域等方面都取得了较大的进展。美、日、德、法等发达国家一直走在前列，我国SAP的研制开发虽然起步较晚，但发展非常迅速。高吸水性树脂聚合方法包括溶液法、反相悬浮法、反相乳液法、分散聚合法和光聚合法。其中溶液聚合法简单、成本低，但聚合速率慢，产品一般须进行粉碎后处理，得不到规整的珠状颗粒；而反相悬浮聚合反应则易于控制，产品为小颗粒珠状，吸水速度快，吸水能力高，粒径分布均匀，后处理简单，只需干燥即可获得产品，无需进行粉碎筛分，但其产物直径较小，一般只有几十到几百微米。对于大颗粒珠状高吸水树脂的报道则不多，其中文献(朱秀林，程振平，路建美，毕成，高分子材料科学与工程，1998.14(3)：12～35)报道了以两步反相悬浮聚合法，即先用反相悬浮法合成了粒径较小的一次粒子，再通过在另外新单体的反相悬浮体系中添加该一次粒子，合成了粒径达1.57mm的大颗粒高吸水树脂。但此方法增加了合成步骤，使影响树脂粒径因素也增多，不利于工业生产。

技术实现要素：
本发明提供了一种球形吸水树脂的制备方法，其包括以下步骤：步骤一，水相溶液的配制：配制碱的水溶液，之后将水溶液加入到甲基丙烯酸或其酯类衍生物中，搅拌溶解得到母液，将所述母液的pH值调节为6.5～6.7；将交联剂加入所述母液中直至溶解，随后加入引发剂和任选的聚合促进剂，得到水相溶液，所述水相溶液的密度为0.9～1.2g/cm3；步骤二，油相溶液的配制：将乙基纤维素、单硬脂酸甘油酯或山梨糖醇酐油酸酯加入至溶剂中搅拌均匀得到油相溶液，所述溶剂选自碳酸二甲酯、环己烷、四氯化碳或其组合；所述乙基纤维素、单硬脂酸甘油酯或山梨糖醇酐油酸酯的加入量为所述溶剂总质量的0.1％～0.5％；所述油相溶液的密度为0.8～1.0g/cm3，且所述油相溶液的密度小于所述水相溶液的密度；步骤三，制备球形吸水树脂：将油相溶液置于聚合反应装置中，该聚合反应装置由钢化透明玻璃制成，高度为5～6m，直径为60～80mm，其中具有加热管以及两个以上的筛网；将所述聚合反应装置置于波长为350～400nm、光功率密度为0.5～8w/cm的紫外光源下，将所述水相溶液通过所述聚合反应装置中的多层筛网造粒而滴入所述油相溶液中，经由紫外光源辐射聚合交联成型，从而形成球形吸水树脂。在一个实施方案中，所述甲基丙烯酸的酯类衍生物的结构如下：其中，R1为C1-5烷基。在一个实施方案中，在所述碱的水溶液中，水的用量为水相溶液总质量的10％～55％；所述碱为NaOH或KOH，其用量为水相溶液总质量的5％～25％。在一个实施方案中，所述甲基丙烯酸或其酯类衍生物的用量为水相溶液总质量的5％～25％。在一个实施方案中，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺或二乙烯苯，其用量为水相溶液总质量的0.1％～0.3％。在一个实施方案中，所述引发剂为过硫酸钾/亚硫酸氢钠或过硫酸铵/亚硫酸氢钠/双氧水，其用量为水相溶液总质量的0.01％～0.1％。在一个实施方案中，所述聚合促进剂为双乙醇胺或三乙醇胺，其用量为水相溶液总质量的0.005％～0.01％。在一个实施方案中，所述聚合反应器内具有3个筛网，所述筛网的孔径依次为0.8～3mm、0.2～2.8mm、0.05～2.6mm。优选地，所述筛网的孔径依次为2mm、1mm和0.5mm。本发明还提供了由本发明的球形吸水树脂的制备方法所制得的球形吸水树脂。此外，本发明还提供了利用本发明的球形吸水树脂制得的冷热敷理疗袋。本发明具有如下的有益效果：采用本发明方法合成的球形吸水树脂大小均一，直径为0.2～4mm，通过调整筛网的孔径及加减筛网层数可得到不同尺寸的球形吸水树脂；本发明的方法制备的吸水树脂为球形，制备方法简单，设备简单、反应时间大幅缩短，产量高；利用本发明的方法制备的球形吸水树脂制备的冷热敷理疗袋具有优异的保热储冷性能，且经过反复使用后，冷热敷理疗袋依然具有较高的弹性，且球形吸水树脂不易碎。附图说明图1为热性能测试下冷热敷理疗袋温度随时间变化趋势图；图2为冷性能测试下冷热敷理疗袋温度随时间变化趋势图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。实施例1本实施例球形吸水树脂的制备方法包括如下步骤：步骤一，水相溶液的配制：将13.2g的NaOH加入到29.2g的水中，搅拌使其完全溶解降温，待NaOH溶液降到室温后，将此溶液加入到22.2g的甲基丙烯酸单体中，并进行搅拌、冷却，待冷却到25℃以下，调节pH为6.5～6.7；再加入交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.1～0.2g，快速搅拌，直到完全溶解，然后在快速搅拌的状况下，依次加入0.08～0.1g过硫酸钾，0.004～0.006g亚硫酸氢钠和0.01g的三乙醇胺，保持体系温度在10℃左右，得到水相溶液；所述水相溶液的密度为0.9g/cm3。步骤二，油相溶液的配制：称取250g单硬脂酸甘油酯、150kg碳酸二甲酯、100kg环己烷预混均匀，得油相溶液；(没有必要说明，因为可以直接计算得到)所述油相溶液的密度为0.8g/cm3；步骤三，制备球形吸水树脂：将油相溶液置于聚合反应装置中，将所述聚合反应装置置于紫外光源下，所述紫外光源的波长为365nm，光功率密度为4w/cm，将所述水相溶液通过聚合反应装置中的多层筛网造粒滴入所述油相溶液中，采用紫外光源辐射聚合交联成型，得到球形吸水树脂；所述聚合反应装置内置加热管，高度为6m，直径为60mm，具有三层筛网，筛网从上到下孔径分别为2mm，1mm，0.5mm。聚合完毕后出料；将阀门打开，将珠状吸水树脂放入离心机中将油滤干，用2号轻机油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中60℃温度下烘5小时并过筛，得到产品粒径为1.5mm的球形吸水树脂。实施例2本实施例球形吸水树脂的制备方法包括如下步骤：步骤一，水相溶液的配制；将19.3g的KOH加入到23.2g的水中，搅拌使其完全溶解降温，待KOH溶液降到室温后，将此溶液加入到29.2g的甲基丙烯酸丁酯单体中，并进行搅拌、冷却，待冷却到25℃以下，调节pH在6.5～6.7范围之内；再加入交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.1～0.2g，快速搅拌，直到完全溶解，然后在快速搅拌的状况下，依次加入0.08～0.1g过硫酸钾，0.004～0.006g亚硫酸氢钠和0.01g的双氧水(质量分数为30％)，保持体系温度在10℃左右；所述水相溶液的密度为1.0g/cm3；步骤二，油相溶液的配制；称取300g乙基纤维素、100kg碳酸二甲酯、150kg四氯化碳预混均匀，得油相溶液；所述油相溶液的密度为0.9g/cm3；步骤三，制备球形吸水树脂；将油相溶液置于聚合反应装置中，将所述聚合反应装置置于紫外光源下，所述紫外光源的波长为350nm，光功率密度为0.5w/cm，将所述水相溶液通过聚合反应装置中的多层筛网造粒滴入所述油相溶液中，采用紫外光源辐射聚合交联成型，得到球形吸水树脂；所述聚合反应装置内置加热管，高度为5m，直径为70mm，具有三层筛网，筛网从上到下孔径分别为2.5mm，1.5mm，1mm；聚合完毕后出料；将阀门打开，将珠状吸水树脂放入离心机中将油滤干，用0号柴油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中60℃温度下烘5小时并过筛，得到产品粒径为2mm的球形吸水树脂。实施例3本实施例球形吸水树脂的制备方法包括如下步骤：步骤一，水相溶液的配制；将21.5g的NaOH加入到26.2g的水中，搅拌使其完全溶解降温，待NaOH溶液降到室温后，将此溶液加入到30.2g的甲基丙烯酸单体中，并进行搅拌、冷却，待冷却到25...