一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于非金属矿粉体制备领域，特别涉及一种应用于成人卫生巾、成人及婴儿纸尿裤用白云石粘土复合吸收树脂及其制备方法。技术合理利用了白云石粘土所含成分及其反应活性，采用粉碎、复合反应、后处理工艺过程，得到吸液速度快、吸液量大、树脂容重适中、原料成本低的白云石粘土复合吸收树脂。
【背景技术】
[0002]白云石理论化学式为CaMg(C03)2，在水中偏碱性，能同无机和有机酸发生酸碱中和反应，放出二氧化碳。天然产出的白云石粘土是伴生一种或几种层状或纤维状硅酸盐、碳酸盐矿物的混合体，同白云石伴生的矿物有蒙脱石、凹凸棒石、方解石及少量石英和长石等，适合人体生理卫生用的这种混合白云石粘土其含白云石量一般为50%_85%、蒙脱石5%-20%、凹凸棒石5%-20%，余量5-10%为含0~3种伴生方解石、石英、长石矿物的合计含量。
[0003]白云石矿在中国河南、甘肃、江苏、湖北等地有广泛的区域分布，目前对高白云石含量的矿，主要用做冶金、涂料、造纸、化肥等原料或填料等应用，产品附加值较低；而对于多矿物伴生的复杂白云石粘土矿目前没有形成经济、量大的应用领域，其高附加值深加工利用技术开发也更加要求迫切。
[0004]人体生理卫生用吸收树脂是制备成人卫生巾、成人及婴儿纸尿裤的重要高分子聚合物树脂，目前年消耗量巨大，具有广阔的应用市场和发展前景。目前的制备工艺是以丙烯酸为主，辅以少量含不饱和双键如丙烯酰胺类的有机体进行共聚合，但制备的高吸收树脂还存在原料成本高、吸液速度稍慢等缺陷，急需进一步对其原料选择、性能进行改进研究。采用具有较好活性的镁质粘土功能矿物同所用有机原料中具有吸液功能的基团进行中和、偶联、接枝、聚合反应，是改善人体生理卫生用吸收树脂性能、降低吸收树脂制备原料成本的有效方法。
[0005]丙烯酸是人体卫生用吸收树脂主要用有机单体之一，聚合前需用氢氧化钠预中和至一定中和度，后再使生成的丙烯酸钠、余量的丙烯酸及其它复配单体共聚合形成吸收树月旨，利用白云石的偏碱性可减少丙烯酸体系中和时氢氧化钠的用量，并且中和过程放出的二氧化碳能促进白云石在聚合单体中的进一步分散与解离，进一步增大原料的反应活性，且放出二氧化碳过程形成的孔道有利于干燥后树脂产品对人体体液的吸收；此外，同白云石伴生的蒙脱石、凹凸棒石是可解离成纳米颗粒的天然纳米矿物，聚合前在水中分散、解离及聚合过程放热能对其片层、纤维状晶胞结构的进一步分散解离，其同丙烯酸(盐)、丙烯酰胺共聚时，先偶联、接枝，再在引发剂、交联剂共同作用下发生共聚合，使呈微细分散的蒙脱石片层、凹凸棒石棒晶均匀镶嵌在以碳-碳高分子链为主的聚合体中，制备的吸收树脂与人体体液相遇时，片层或棒晶镶嵌形成的架空缝隙有利于人体体液的快速渗入并被吸收，制成的白云石粘土复合吸收树脂具有吸液速度快、吸液能力强、容重适中、原料成本低等显著优势。
[0006]白云石粘土复合吸收树脂制备的整套工艺技术合理利用了白云石粘土所含成分的组成及其反应活性，采用粉碎、复合反应、后处理工艺过程，得到吸液速度快、吸液能力强、容重适中、原料成本低等特点的白云石粘土复合吸收树脂，制备工艺具有原料及工艺路线选择合理、加工过程能耗低、产品性能优等显著特点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种针对含白云石50%_85%、蒙脱石5%_20%、凹凸棒石5%-20%，余量5%-10%为含0~3种伴生方解石、石英、长石矿物的白云石粘土，用其制备具有吸收性能的人体卫生用白云石粘土复合吸收树脂及其制备方法。
[0008]为实现上述目的，本发明的一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂制备包括以下步骤:
①粉碎:将天然产出的白云石粘土制成粒径d97为0.075mm的粉料；
②复合反应:原料及按质量份配比为:白云石粘土粉4-20、丙烯酸30-60、氢氧化钠12-28、丙烯酰胺15-30、(N、N)-亚甲基丙烯酰胺0.004-0.010、过硫酸铵0.05-0.20、偶氮二异丁基脒盐酸盐0.03-0.06、亚硫酸氢钠0.02-0.05、水110-180，反应、保温生成凝胶；反应时加料顺序及控制条件为:先将白云石粘土粉加入计量水中，搅拌分散20分钟，再加入丙烯酸，后开动循环冷却水下加入氢氧化钠，控制中和时温度< 40°C，之后加入丙烯酰胺搅拌溶解20分钟，继续搅拌下冷却反应液至15-25°C，通氮气除氧下依次加入已配成水溶液的(N、N)-亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠溶液，反应生成初凝胶后停止通氮气，继续保温4h ;
③后处理:将保温后的凝胶块切粒、干燥，控制干燥后颗粒的105°C挥发份<10%，再粉碎得到吸收树脂成品。
[0009]更具体说，所述步骤②中卫生用白云石粘土粉白度彡70%，氢氧化钠含量彡90%，用的(N、N)-亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠是分别配成质量/体积浓度分别为0.4%、4%、1%、2%的水溶液后加入。
[0010]本发明所述制备方法制备的一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂。
[0011]本发明的有益效果
采用上述
【发明内容】
技术方案的本发明，合理利用了白云石粘土组成及其反应活性，通过粉碎、复合反应、后处理整套制备工艺过程，得到吸收量为45-70g/g、吸收速度< 150s、容重0.6-0.8g/cm3的白云石粘土复合吸收树脂，制备技术具有原料及工艺路线选择合理、加工过程能耗低、产品性能优等技术及应用效果。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂，它的制备步骤如下:
①将约含白云石50%、蒙脱石20%、凹凸棒石20%，方解石、石英、长石剩余合量为10%的白云石粘土用破碎机、粉碎机粉碎成粒径d97为0.075mm的粉料；
②将原料及按质量份配比为:白云石粘土粉4、丙烯酸30、90%含量的氢氧化钠12、丙烯酰胺15、(N、N)-亚甲基丙烯酰胺0.004、过硫酸铵0.05、偶氮二异丁基脒盐酸盐0.03、亚硫酸氢钠0.02、水110，反应时加料顺序及控制条件为:先将白云石粘土粉加入计量水中，搅拌分散20分钟，再加入丙烯酸，后开动循环冷却水下加入氢氧化钠，控制中和时温度< 40°C，之后加入丙烯酰胺搅拌溶解20分钟，继续搅拌下冷却反应液至25°C，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4% (N、N)-亚甲基丙烯酰胺、4%过硫酸铵、1%偶氮二异丁基脒盐酸盐、2%亚硫酸氢钠的水溶液加入，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h ；
③后处理:将保温后的凝胶块切粒、干燥，控制干燥后的颗粒105°C挥发份< 10%，再粉碎得到吸收树脂成品。
[0013]实施例2
一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂，它的制备步骤如下:
①将约含白云石50%、蒙脱石20%、凹凸棒石20%，方解石、石英、长石剩余合量为10%的白云石粘土用破碎机、粉碎机粉碎成粒径d97为0.075mm的粉料；
②原料及按质量份配比为:白云石粘土粉10、丙烯酸45、90%含量的氢氧化钠20、丙烯酰胺22、(N、N)-亚甲基丙烯酰胺0.008、过硫酸铵0.10、偶氮二异丁基脒盐酸盐0.045、亚硫酸氢钠0.04、水150，反应时加料顺序及控制条件为:先将白云石粉加入计量水中，搅拌分散20分钟，再加入丙烯酸，后开动循环冷却水下加入氢氧化钾，控制中和时温度< 40°C，之后加入丙烯酰胺搅拌溶解20分钟，继续搅拌下冷却反应液至20°C，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4% (N、N)-亚甲基丙烯酰胺、4%过硫酸铵、1%偶氮二异丁基脒盐酸盐、2%亚硫酸氢钠的水溶液加入，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h ;
③后处理:将保温后的凝胶块切粒、干燥，控制干燥后的颗粒105°C挥发份<10%，再粉碎得到吸收树脂成品。
[0014]实施例3
一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂，它的制备步骤如下:
①将约含白云石50%、蒙脱石20%、凹凸棒石20%，方解石、石英、长石剩余合量为10%的白云石粘土用破碎机、粉碎机粉碎成粒径d97为0.075mm的粉料；
②将原料及按质量份配比为:白云石粘土粉20、丙烯酸60、90%含量的氢氧化钠28、丙烯酰胺30、(N、N)_亚甲基丙烯酰胺0.010、过硫酸铵0.20、偶氮二异丁基脒盐酸盐0.06、亚硫酸氢钠0.05、水180，反应时加料顺序及控制条件为:先将白云石粉加入计量水中，搅拌分散20分钟，再加入丙烯酸，后开动循环冷却水下加入氢氧化钾，控制中和时温度< 40°C，之后加入丙烯酰胺搅拌溶解20分钟，继续搅拌下冷却反应液至15°C，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4% (N、N)-亚甲基丙烯酰胺、4%过硫酸铵、1%偶氮二异丁基脒盐酸盐、2%亚硫酸氢钠的水溶液加入，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h ;
③后处理:将保温后的凝胶块切粒、干燥，控制干燥后的颗粒105°C挥发份<10%，再粉碎得到吸收成品。
[0015]实施例4
一种卫生用白云石粘土复合吸收树脂，它的制备步骤如下:
①将约含白云石85%、蒙脱石5%、凹凸棒石5%，方解石、石英、长石剩余合量为5%的白云石粘土用破碎机、粉碎机粉碎成粒径d97为0.075mm的粉料；
②将原料及按质量份配比为:白云石粘土粉4、丙烯酸30、90%含量的氢氧化钠12、丙烯酰胺15、(N、N)_亚甲基丙烯酰胺0.004、过硫酸铵0.05、偶氮二异丁基脒盐酸盐0.03、亚硫酸氢钠ο.02、水110，反应时加料顺序及控制条件为:先将白云石粉加入计量水中，搅拌分