技术领域
本发明涉及一种应用于尿不湿的吸水树脂及其制备方法，属于尿不湿材料技术领域。
背景技术：
“尿不湿”起作用的物质是一种功能高分子材料，具有很强的吸水能力。它所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的聚丙烯酸钠 ）。
60年代末期，美国首先开发成功高吸水性树脂。这是一种含有强亲水性基团并通常具有一定交联度的高分子材料。它不溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重量的500～2000倍，最高可达5000倍，吸水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性，即使受压也不易挤出。吸收了水的树脂干燥后，吸水能力仍可恢复。
高吸水性树脂的结构特征：a.分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； b.树脂具有交联结构；c.聚合物内部具有较高的离子浓度；d.聚合物具有较高的分子量。
CN104479074A公开一种尿不湿用高吸水树脂，其重量份组成包括：丙烯酸100～300份，交联剂0.01～0.03份，引发剂1.5～5份，氢氧化钠80～230份，海带7～20份，丙烯酰胺20～60份，增强剂10～20份；其中，所述海带为市售海带，并经过粉碎研磨至100目。但是上述树脂存在着吸水速度慢、返渗量大的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种吸水速度快、返渗量小的应用于尿不湿的吸水树脂材料。
技术方案是：
一种应用于尿不湿的吸水树脂，其制备原料中包括有按重量份计的如下组分：丙烯酸单体40～50份、碱液10～12份、改性单体10～12份、引发剂0.5～2份、水凝胶4～8份、光催化剂0.5～2份、表面活性剂1～3份。
所述的水凝胶是魔芋葡甘聚糖水凝胶。
所述的碱液是碱金属氢氧化物的水溶液，浓度范围是10～15wt%。
所述的改性单体选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二缩水甘油醚。
所述的引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或者过硫酸钠。
所述的光催化剂选自1- 羟基环己基苯基甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、苯偶酰缩酮。
所述的表面活性剂选自非离子表面活性剂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉30～50份，溶于蒸馏水300～400份中，搅拌均匀成溶胶；再加入无机碱水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为9～13；升温至65～80℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
无机碱选自氢氧化钠或者氢氧化钾中的一种或者两种的混合。
所述的吸水树脂的制备方法，包括如下步骤：
第1步，将丙烯酸单体和碱液、水凝胶、表面活性剂混合，升温至40～50℃，保温10～20min；
第2步，再加入改性单体、引发剂、光催化剂，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，再进行保温；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
所述的第2步中，聚合反应的温度6～20℃，反应时间60～120min。
所述的第2步中，保温温度为50～140℃，保温时间为0.1～8h。
有益效果
本发明制备得到的吸水树脂具有吸水速度快、返渗量小的特点，适合用于尿不湿中作为吸水材料填充。
具体实施方式
本发明提供的应用于尿不湿的吸水树脂，其制备原料中包括有：按重量份计的如下组分：丙烯酸单体40～50份、碱液10～12份、改性单体10～12份、引发剂0.5～2份、水凝胶4～8份、光催化剂0.5～2份、表面活性剂1～3份。
其中，丙烯酸单体可以选自(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸烷基酯，(甲基)丙烯酸环烷基酯，和(甲基)丙烯酸芳基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的实例是(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丙酯，(甲基)丙烯酸异丙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸异丁酯，(甲基)丙烯酸仲丁酯，(甲基)丙烯酸叔丁酯和其它(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸环烷基酯包括(甲基)丙烯酸环己基酯。(甲基)丙烯酸芳基酯包括(甲基)丙烯酸苯酯。
碱液可以采用碱金属氢氧化物的水溶液；
改性单体可以选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二缩水甘油醚；
引发剂可以选自过硫酸铵、过硫酸钾或者过硫酸钠。
光催化剂可以选自1- 羟基环己基苯基甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、苯偶酰缩酮。
所述的表面活性剂选自非离子表面活性剂。例如：例如，线型聚氧化烯烷基醚类，如聚氧化乙烯己基醚，聚氧化乙烯辛基醚，聚氧化乙烯癸基醚，聚氧化乙烯月桂基醚和聚氧化乙烯十六烷基醚；支化聚氧化烯基伯烷基醚类，如聚氧化乙烯2-乙基己基醚，聚氧化乙烯异十六烷基醚和聚氧化乙烯异硬脂基醚；支化聚氧化烯仲烷基醚类，如聚氧化乙烯1-己基己基醚，聚氧化乙烯1-辛基己基醚，聚氧化乙烯1-己基辛基醚，聚氧化乙烯1-戊基庚基醚和聚氧化乙烯1-庚基戊基醚；聚氧化烯链烯基醚类，如聚氧化乙烯油烯基醚；聚氧化烯烷基苯基醚类，如聚氧化乙烯辛基苯基醚，聚氧化乙烯壬基苯基醚，和聚氧化乙烯十二烷基苯基醚；聚氧化烯烷基芳基苯基醚类，如聚氧化乙烯三苯乙烯基苯基醚，聚氧化乙烯二苯乙烯基苯基醚，聚氧化乙烯苯乙烯基苯基醚，聚氧化乙烯三苄基苯基，聚氧化乙烯二苄基苯基醚，以及聚氧化乙烯苄基苯基醚；聚氧化烯脂肪酸酯类，如聚氧化乙烯单月桂酸酯，聚氧化乙烯单油酸酯，聚氧化乙烯单硬脂酸酯，聚氧化乙烯单肉豆蔻酸酯，聚氧化乙烯二月桂酸酯，聚氧化乙烯二油酸酯，聚氧化乙烯二肉豆蔻酸酯，以及聚氧化乙烯二硬脂酸酯；脱水山梨糖醇酯类，如脱水山梨糖醇单棕榈酸酯和脱水山梨糖醇单油酸酯；聚氧化烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯类，如聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯和聚氧化乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯；甘油脂肪酸酯类，如甘油单硬脂酸酯，甘油单月桂酸酯和甘油单棕榈酸酯；聚氧化烯山梨糖醇脂肪酸酯类；蔗糖脂肪酸酯类；聚氧化烯蓖麻油醚类，如聚氧化乙烯蓖麻油醚；聚氧化烯氢化蓖麻油醚类，如聚氧化乙烯氢化蓖麻油醚；聚氧化烯烷基氨基醚类，如聚氧化乙烯月桂基氨基醚和聚氧化乙烯硬脂基氨基醚；氧化乙烯-氧化丙烯嵌段或无规共聚物；末端烷基醚化的氧化乙烯基-氧化丙烯基嵌段或无规共聚物；和末端蔗糖-醚化的氧化乙烯-氧化丙烯嵌段或无规共聚物。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉30～50份，溶于蒸馏水300～400份中，搅拌均匀成溶胶；再加入无机碱水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为9～13；升温至65～80℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
实施例1
第1步，将丙烯酸40份和10wt%的NaOH水溶液10份、魔芋葡甘聚糖水凝胶4份、脱水山梨糖醇酯类表面活性剂1份混合，升温至40℃，保温10min；
第2步，再加入改性单体乙二醇二缩水甘油醚10份、引发剂过硫酸铵0.5份、光催化剂苯偶酰缩酮0.5份，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，聚合反应的温度6℃，反应时间60min，再进行保温，保温温度为50℃，保温时间为0.1h；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉30份，溶于蒸馏水300份中，搅拌均匀成溶胶；再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为9；升温至65℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
实施例2
第1步，将丙烯酸50份和15wt%的NaOH水溶液12份、魔芋葡甘聚糖水凝胶8份、脱水山梨糖醇酯类表面活性剂3份混合，升温至50℃，保温20min；
第2步，再加入改性单体乙二醇二缩水甘油醚12份、引发剂过硫酸铵2份、光催化剂苯偶酰缩酮2份，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，聚合反应的温度20℃，反应时间120min，再进行保温，保温温度为140℃，保温时间为8h；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉50份，溶于蒸馏水400份中，搅拌均匀成溶胶；再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为13；升温至80℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
实施例3
第1步，将丙烯酸45份和12wt%的NaOH水溶液11份、魔芋葡甘聚糖水凝胶5份、脱水山梨糖醇酯类表面活性剂2份混合，升温至45℃，保温15min；
第2步，再加入改性单体乙二醇二缩水甘油醚11份、引发剂过硫酸铵1份、光催化剂苯偶酰缩酮1份，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，聚合反应的温度10℃，反应时间80min，再进行保温，保温温度为80℃，保温时间为2h；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉35份，溶于蒸馏水350份中，搅拌均匀成溶胶；再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为11；升温至70℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
对照例1
与实施例3的区别在于：水凝胶的加入顺序是第2步中。
第1步，将丙烯酸45份和12wt%的NaOH水溶液11份、脱水山梨糖醇酯类表面活性剂2份混合，升温至45℃，保温15min；
第2步，再加入改性单体乙二醇二缩水甘油醚11份、魔芋葡甘聚糖水凝胶5份、引发剂过硫酸铵1份、光催化剂苯偶酰缩酮1份，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，聚合反应的温度10℃，反应时间80min，再进行保温，保温温度为80℃，保温时间为2h；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉35份，溶于蒸馏水350份中，搅拌均匀成溶胶；再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为11；升温至70℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
对照例2
与实施例3的区别在于：未加入水凝胶。
第1步，将丙烯酸45份和12wt%的NaOH水溶液11份、脱水山梨糖醇酯类表面活性剂2份混合，升温至45℃，保温15min；
第2步，再加入改性单体乙二醇二缩水甘油醚11份、引发剂过硫酸铵1份、光催化剂苯偶酰缩酮1份，混合均匀后进行紫外光照射，进行聚合反应，聚合反应的温度10℃，反应时间80min，再进行保温，保温温度为80℃，保温时间为2h；
第3步，将得到的树脂经过粉碎、干燥、即得吸水树脂。
魔芋葡甘聚糖水凝胶的制备方法是：按重量份计，称取魔芋精粉35份，溶于蒸馏水350份中，搅拌均匀成溶胶；再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，使溶胶pH值为11；升温至70℃下反应，结束后冷却静置，然后用蒸馏水浸泡洗涤，将凝胶置于冷冻槽中冷冻，再室温融化，冻干后得到大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶。
对以上实施例及对照例得到的高吸水树脂进行吸液性能测试。其中，吸液速率、加压吸液倍率（0.3psi）以及吸液倍率测试方法依据中华人名共和国国家标准（纸尿裤高吸水树脂GB/T22905-2008以及卫生巾高吸水树脂GB/T22975-2008）。通液速率和返渗量按如下方法进行测试。
通液速率：
（1）称取0.1g吸水树脂成品，倒入烧杯。加入100g生理盐水使其膨润。
（2）60分钟后，将膨润的凝胶全部倒入一端有过滤网（孔径为45μm）的圆筒内（圆筒内径为2.4cm）。
（3）将直径为2.4cm的100g砝码缓慢压在测定装置内的凝胶上，静置1分钟。
（4）静置后，加入100ml生理盐水。
（5）计时1分钟，称量通过凝胶的生理盐水量，即得到吸水树脂的通液速率。
返渗量：
（1）将80g生理盐水倒入直径9.5cm的培养皿中，迅速加入2.00g吸水树脂并开始计时，摇摆培养皿使其中的SAP均匀分散开。
（2）30分钟后，将10张已精确计重的滤纸放在凝胶上面，再把1200g的砝码压在培养皿的中心位置，并再次计时5分钟。
（3）滤纸增重即为吸水树脂的返渗量。
将得到的结果列于下表中：
实施例及对照例制备的高吸水树脂性能比较
从表中可以看出，本发明提供的吸水树脂具有较好的吸水速度和吸水量，并且通过实施例3与对照例1相比可以看出，通过将水凝胶与丙烯酸单体同时混合后，水凝胶作为载体可以使丙烯酸在发生聚合反应时产生更好的网状结构，提高吸液速率；另外通过实施例3与对照例2相比可以看到，通过加入水凝胶可以有效地降低返渗量。