本发明涉及树脂制备的
技术领域：
，更具体地说，它涉及一种高抗反渗性的高吸水性树脂及其制备方法和应用。
背景技术：
：高吸水树脂（superabsorbentpolymer，sap）是一种含有大量强极性基团的交联网络高分子，最早由fanta等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。从上世纪60年代至今，高吸水树脂已经在全球得以普遍发展，按原材料可划分为两大类，第一类为天然高分子，如淀粉、纤维素；第二类为合成高分子，如聚丙烯酸、聚氧乙烯、聚乙烯醇，其中目前80%以上的高吸水树脂是由丙烯酸单体聚合而成。由于经交联的丙烯酸吸水树脂具有网络结构，所以它能吸收自身质量数百倍甚至千倍的纯水，并锁住水分不渗出。因此，丙烯酸吸水树脂被广泛应用于婴儿尿片、纸尿裤等卫生行业，同时在农林保水、沙漠治理、油田堵水等行业中也有广泛的应用，尤其是国内卫生用品市场高吸水性树脂消费量不断增加，每年以10%-15%的速度在增长，但是现有采用高吸水树脂的纸尿裤通常存在着吸水溶胀后在一定压力下反渗量较大的问题，长时间穿戴会形成一个潮湿的环境，不利于皮肤健康，会出现红肿等现象，甚至会诱发尿布疹，因此加强对高吸水树脂的抗反渗性能的研究对于本领域来说具有重要的意义。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，其具有该方法制得的高吸水性树脂吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异的优点。本发明的第二个目的在于提供一种高抗反渗性的高吸水性树脂，其具有吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异的优点。本发明的第三个目的在于提供一种高吸水性树脂在一次性纸尿裤中的应用。为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：s1、将碱式化合物溶于去离子水，缓慢加入丙烯酸单体溶液中，控制反应温度25-30℃，得到中和液；s2、将中和液冷却至室温后，加入十二烷基硫醇，然后在氮气氛围内，加入引发剂和交联剂以及发泡剂进行聚合得到水凝胶；s3、将步骤s2中的水凝胶降至室温，然后依次进行破碎造粒、干燥和粉碎得到树脂初级颗粒，然后将树脂初级颗粒进行湿法球磨，介质选用无水乙醇，球磨转速为100-500rpm，球磨时间为1-2h，然后再次进行造粒，干燥和粉碎得到树脂颗粒；s4、将步骤s3中的树脂颗粒表面喷涂表面交联液，在80-100℃下进行表面交联，交联时间为1.5-2h。通过采用上述技术方案，在中和液中加入十二烷基硫醇，可以对丙烯酸的交联度进行控制，使得最终制备得到的高吸水性树脂的吸液性能得到显著的提高，在聚合时加入发泡剂，增加了凝胶内的孔洞，提高了颗粒内表面积，再结合加入十二烷基硫醇控制交联度，改变凝胶的分子量，使得最终制得的高吸水性树脂吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异。将聚合后的水凝胶经过湿法球磨操作得到树脂颗粒，可以提高树脂颗粒的表面粗糙度，再对树脂颗粒喷涂表面交联液的方法，进一步提高了树脂颗粒的表面粗糙度以及凝胶内的孔洞，获得抗反渗性能优异的高吸水性树脂。除此之外，向经过湿法球磨操作后得到的树脂颗粒喷涂表面交联液，相当于在表面粗糙度增大后的树脂颗粒上包覆一层膜，使得溶液中的离子不能进入，而水分可以进入树脂，就可以保持树脂内部的低离子浓度，进而保持高吸水性树脂空间网状结构内外渗透压不降低，保持对含离子溶液较高的吸收率，缓解了现有高吸水性树脂在含离子溶液中吸水率显著降低的问题，使得制得的高吸水性树脂的吸水性能以及抗反渗性能得到明显的提高。本发明进一步设置为：步骤s1中添加的碱式化合物为氢氧化钠或氢氧化钾，以重量份数计，步骤s1中碱式化合物的添加量为30-40份，去离子水添加量为100-110份，丙烯酸单体溶液的质量百分比为90wt%，丙烯酸单体溶液的添加量为700-800份。通过采用上述技术方案，通过上述配比制得了中和度较高的丙烯酸单体溶液，该中和度下最终制得的高吸水性树脂的吸液能力较高，且聚合后的产物黏结少。本发明进一步设置为：步骤s2中加入引发剂、交联剂和发泡剂后，聚合反应时间为1.5-2h，反应温度为25-30℃。本发明进一步设置为：步骤s2中十二烷基硫醇为叔十二烷基硫醇或正十二烷基硫醇，十二烷基硫醇的添加量为中和液质量的0.5-1.0%，引发剂的添加量为中和液质量的0.5-1.0%，交联剂的添加量为中和液质量的5-7%，发泡剂的添加量为中和液质量的8-10%。通过采用上述技术方案，通过对十二烷基硫醇、引发剂、交联剂以及发泡剂加入量的控制，可以控制聚合反应的交联度，进而可以提高产物高吸水性树脂的吸水特性，尤其是吸水速率和吸水倍率。本发明进一步设置为：步骤s2中的所述交联剂选用n，n-亚甲基双丙烯酰胺、甲基双丙烯酰胺、乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、甘油或山梨醇中的一种或多种，优选为n，n-亚甲基双丙烯酰胺与山梨醇以质量比2：1混合。本发明进一步设置为：步骤s2中的所述引发剂选用过硫酸钾和亚硫酸氢钠为氧化还原体系引发剂；所述发泡剂选用正甲基二丁基萘磺酸钠与十二烷基磺酸钠以质量比为1：2-3混合的混合物。通过采用上述技术方案，选用该种发泡剂使得最终高吸水性树脂的吸液效果以及抗反渗性能效果最佳。本发明进一步设置为：步骤s4中的表面交联液由以下重量份原料混合制得：15-30份丙三醇、10-15份乙二醇二缩水甘油醚，10-15份去离子水以及25-30份硫酸铝。通过采用上述技术方案，选用该表面交联剂，可以提高表面交联液在树脂颗粒内外的分布情况，使得最终制得的高吸水性树脂的吸水性能以及抗反渗性能得到明显的提高。本发明进一步设置为：步骤s4中喷涂表面交联液的喷涂量与步骤s3中得到树脂颗粒总质量的质量比为1：200-300。为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高抗反渗性的高吸水性树脂，由上述的一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法制备得到。为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案，本发明提供的一种高抗反渗性的高吸水树脂在一次性纸尿裤中的应用。通过采用上述技术方案，将本发明中制得吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异的高吸水性树脂用于一次性纸尿裤中，纸尿裤的吸液速度快，吸液倍数更大，而且抗反渗性能优异，干爽性好，能够保护婴儿皮肤免于遭受尿液的浸渍损害，不会出现红肿甚至尿布疹等现象。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明中在聚合时加入发泡剂，增加了凝胶内的孔洞，提高了颗粒内表面积，再结合加入十二烷基硫醇控制交联度，改变凝胶的分子量，将聚合后的水凝胶经过湿法球磨操作得到树脂颗粒，可以提高树脂颗粒的表面粗糙度，再对树脂颗粒喷涂表面交联液，进一步提高了树脂颗粒的表面粗糙度以及凝胶内的孔洞，最终制得的高吸水性树脂吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异；2、将本发明制得的高吸水性树脂用于一次性纸尿裤中，纸尿裤的吸液速度快，吸液倍数更大，而且抗反渗性能优异，干爽性好，能够保护婴儿皮肤免于遭受尿液的浸渍损害，不会出现红肿甚至尿布疹等现象。具体实施方式以下结合和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明中所涉及到的原料均可市售得到。表面交联液的制备例1将25g丙三醇、12g乙二醇二缩水甘油醚、13g去离子水以及28g硫酸铝搅拌，即得表面交联液。表面交联液的制备例2将15g丙三醇、10g乙二醇二缩水甘油醚、10g去离子水以及25g硫酸铝搅拌，即得表面交联液。表面交联液的制备例3将30g丙三醇、15g乙二醇二缩水甘油醚、15g去离子水以及30g硫酸铝搅拌，即得表面交联液。实施例实施例1一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：s1、将35g碱式化合物溶于105g去离子水得到碱液，将碱液缓慢加入750g质量百分数为90wt%的丙烯酸单体溶液中进行中和，碱液的滴加量控制中和反应过程中的反应温度为25-30℃，得到中和液，碱式化合物选用氢氧化钠；s2、将中和液冷却至室温25℃后，加入中和液质量的0.8%的正十二烷基硫醇，然后在氮气氛围内，加入中和液质量0.8%的引发剂和中和液质量6%的交联剂以及中和液质量9%的发泡剂进行聚合得到水凝胶，聚合反应时间为110min，反应温度为28℃；其中，引发剂选用质量比为1：1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，发泡剂选用正甲基二丁基萘磺酸钠与十二烷基磺酸钠以质量比为1：2.5混合的混合物，交联剂选用质量比为2:1混合的n，n-亚甲基双丙烯酰胺与山梨醇；s3、将步骤s2中的水凝胶降至室温25℃，然后依次进行破碎造粒、干燥和粉碎得到树脂初级颗粒，然后将树脂初级颗粒进行湿法球磨，介质选用无水乙醇，球磨转速为300rpm，球磨时间为1.5h，然后再次进行造粒，干燥和粉碎得到树脂颗粒；s4、将步骤s3中的树脂颗粒表面喷涂制备例1中制备得到的表面交联液，表面交联液的喷涂量与步骤s3中得到树脂颗粒总质量的质量比为1：250，且喷涂在90℃下进行，实现表面交联，交联时间为110min。实施例2一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：s1、将30g碱式化合物溶于100g去离子水得到碱液，将碱液缓慢加入700g质量百分数为90wt%的丙烯酸单体溶液中进行中和，碱液的滴加量控制中和反应过程中的反应温度25-30℃，得到中和液，碱式化合物选用氢氧化钾；s2、将中和液冷却至室温25℃后，加入中和液质量的0.5%的叔十二烷基硫醇，然后在氮气氛围内，加入中和液质量0.5%的引发剂和中和液质量5%的交联剂以及中和液质量8%的发泡剂进行聚合得到水凝胶，聚合反应时间为1.5h，反应温度为25℃；其中，引发剂选用质量比为1：1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，发泡剂选用正甲基二丁基萘磺酸钠与十二烷基磺酸钠以质量比为1：2混合的混合物，交联剂选用n，n-亚甲基双丙烯酰胺；s3、将步骤s2中的水凝胶降至室温25℃，然后依次进行破碎造粒、干燥和粉碎得到树脂初级颗粒，然后将树脂初级颗粒进行湿法球磨，介质选用无水乙醇，球磨转速为100rpm，球磨时间为1h，然后再次进行造粒，干燥和粉碎得到树脂颗粒；s4、将步骤s3中的树脂颗粒表面喷涂制备例2中制备得到的表面交联液，表面交联液的喷涂量与步骤s3中得到树脂颗粒总质量的质量比为1：200，且喷涂在80℃下进行，实现表面交联，交联时间为1.5h。实施例3一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，包括以下步骤：s1、将40g碱式化合物溶于110g去离子水得到碱液，将碱液缓慢加入800g质量百分数为90wt%的丙烯酸单体溶液中进行中和，碱液的滴加量控制中和反应过程中的反应温度25-30℃，得到中和液，碱式化合物选用氢氧化钠；s2、将中和液冷却至室温25℃后，加入中和液质量的1.0%的正十二烷基硫醇，然后在氮气氛围内，加入中和液质量1.0%的引发剂和中和液质量7%的交联剂以及中和液质量10%的发泡剂进行聚合得到水凝胶，聚合反应时间为2h，反应温度为30℃；其中，引发剂选用质量比为1：1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，发泡剂选用正甲基二丁基萘磺酸钠与十二烷基磺酸钠以质量比为1：3混合的混合物，交联剂选用甲基双丙烯酰胺；s3、将步骤s2中的水凝胶降至室温25℃，然后依次进行破碎造粒、干燥和粉碎得到树脂初级颗粒，然后将树脂初级颗粒进行湿法球磨，介质选用无水乙醇，球磨转速为500rpm，球磨时间为2h，然后再次进行造粒，干燥和粉碎得到树脂颗粒；s4、将步骤s3中的树脂颗粒表面喷涂制备例3中制备得到的表面交联液，表面交联液的喷涂量与步骤s3中得到树脂颗粒总质量的质量比为1：300，且喷涂在80-100℃下进行，实现表面交联，交联时间为2h。实施例4一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的正十二烷基硫醇为中和液质量的0.5%。实施例5一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的正十二烷基硫醇为中和液质量的1.0%。实施例6一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入发泡剂为中和液质量的8%。实施例7一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入发泡剂为中和液质量的10%。实施例8一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的交联剂选用山梨醇。实施例9一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的交联剂选用甘油。实施例10一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的交联剂选用聚乙二醇二丙烯酸酯。对比例1一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中将中和液冷却后，直接在氮气氛围内加入引发剂、交联剂和发泡剂。对比例2一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s3中将水凝胶依次进行破碎造粒、干燥和粉碎后得到树脂初级颗粒直接进行步骤s4。对比例3一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的正十二烷基硫醇为中和液质量的0.3%。对比例4一种高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，步骤s2中加入的正十二烷基硫醇为中和液质量的1.2%。性能检测将实施例1-10、对比例1-4中制备得到的高吸水性树脂按照下述方法进行反渗量和通液率的测定。反渗量测定方法如下：将50g生理盐水倒入直径9.5cm的培养皿中，快速加入事先称准的2.00g高吸水树脂sap，同时轻轻摇摆培养皿使其中的sap均匀分散开，5min后将5张称过总质量（计为w1）的直径9cm的滤纸放在吸水后的sap凝胶上面，然后把直径8.5cm的培养皿面朝下口朝上放于滤纸上，再把500g的砝码压在培养皿的中心位置，并再次计时。30min后取出滤纸，准确称取5张滤纸吸水后的总重量（计为w2）则此sap的反渗量（g）=w2-w1。通夜速度测量方法如下：首先测出生理盐水在检测管中的通液时间（上线流至下线的时间），作为空白对比时间，计为w1，将0.02gsap加入到150g生理盐水中，30min后把吸水凝胶连通生理盐水一起全部移入检测管中，再把加压杆放入检测管中，加上100g的砝码，并开始计时。1min后打开出水阀门，观测记录液位从上线流至下线的时间，计为w2，则此sap的通液时间（s）为w2-w1。同时，将实施例1-10、对比例1-4中制备得到的高吸水性树脂根据gb/t22905-2008规定进行旋涡法吸液速率（旋涡法）（s）、加压吸收量（g/g）、生理盐水吸收倍率（g/g）、保水量（g/g）以及吸水倍率（g/g）的测定，测定结果如下表1所示。表1：实施例生理盐水吸收倍率（g/g）保水量（g/g）旋涡法吸液速率（s）加压吸收量（g/g）吸水倍率（g/g）反渗量（g）通夜速度（s）实施例167.948.62639.66300.2518实施例266.844.83237.56100.3720实施例367.142.93636.86050.4122实施例467.446.73040.56240.3219实施例567.245.12841.16190.3620实施例667.547.82839.86180.2820实施例767.443.92740.66120.3121实施例866.947.62838.46250.2819实施例967.147.92938.26190.3120实施例1067.547.62938.06190.3020对比例158.928.15529.85898.928对比例260.332.14830.560111.529对比例363.834.54127.85741.224对比例463.131.24326.45681.526通过上表1中实施例1和对比例1-4中可以看出，十二烷基硫醇的加入以及步骤s2中湿法球磨的操作可以提高高吸水性树脂的吸收性能以及抗渗性能，而且若是十二烷基硫醇加入量过多或过少，则高吸水树脂的吸收性能较弱，且抗渗性能也较低，在十二烷基硫醇的添加量选择为中和液质量的0.5-1.0%的时候，高吸水树脂的吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能最优，再结合实施例4和5的设置，可以看出随着十二烷基硫醇添加量的增大，制得的高吸水性树脂的吸水倍率和生理盐水吸收倍率均会先增大后减小，与此同时随着吸水倍率和生理盐水吸收倍率的增大，加压吸收量会呈现减小的趋势，在十二烷基硫醇的添加量选择为中和液质量的0.8%的时候，制得的高吸水性树脂的吸液性能和抗反渗性能最优。通过实施例1、6和7的设置，可以看出随着发泡剂用量的增大，制得的高吸水性树脂的吸水倍率和生理盐水吸收倍率均会先增大后减小，反渗量先减小后增大，发泡剂的添加量为中和液质量的8-10%的时候，制得的高吸水性树脂的吸液性能和抗渗性能最优。采用本发明提供的高抗反渗性的高吸水性树脂的制备方法制备得到的高抗反渗性的高吸水树脂应用于一次性纸尿裤，该纸尿裤一次包括无尘纸、本发明制备得到的高抗反渗性的高吸水树脂、无纺布、本发明制备得到的高抗反渗性的高吸水树脂和无尘纸，通过采用本发明中制得吸收倍率高、吸液速度快，保水性能优良且抗反渗性能优异的高吸水性树脂用于一次性纸尿裤中，纸尿裤的吸液速度快，吸液倍数更大，而且抗反渗性能优异，干爽性好，能够保护婴儿皮肤免于遭受尿液的浸渍损害，不会出现红肿甚至尿布疹等现象。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 2 3