高吸水性树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高白度且具有长期颜色稳定性和良好颗粒流动性的高吸水性树 月旨。本发明还涉及该高吸水性树脂的制备方法。 技术背景
[0002] 从20世纪70年代开始研制和工业化生产W来，丙帰酸及其丙帰酸盐类进行交联 聚合所得的高吸水性树脂(高吸水性树脂）因其原料易得、制造成本低廉、所得产品性能优 异而成为目前最普遍化大规模工业化生产的产品。
[0003] 采用丙帰酸为聚合原料所制备的高吸水性树脂产品在经长时间胆存后具有颜色 降解和吸湿粘连的倾向，并且随着存放时间、温度和湿度的增加，高吸水性树脂产品由制备 初期的纯净、鲜明的白色逐渐转变成淡黄褐色和结团，且该种倾向逐渐加速。
[0004] 在气候条件温和的地区，高吸水性树脂产品颜色降解速度足W慢至肉眼观察不 出，在产品白度发生变化之前，该高吸水性树脂产品已经被消耗掉。
[0005] 然而，在热带和亚热带气候条件，高吸水性树脂颜色降解非常快，并且产品容易产 生吸湿粘连的情况，通常在高吸水性树脂产品在被消耗掉前，高吸水性树脂颜色已发生了 变化，部分产品粘结在一起。虽然高吸水性树脂颜色变化不会影响高吸水性树脂的使用性 能，但是会影响消费者对颜色降解高吸水性树脂产品的接受度。
[0006] 在制备卫生制品过程中也产生同样的问题，因为卫生制品的制造商同样也拒绝将 已变色的高吸水性树脂惨入其产品中，并且在高吸水性树脂使用过程中，由于高吸水性树 脂在高湿条件下，容易发生吸湿粘连，导致高吸水性树脂添加设备的堵塞。颜色降解和吸湿 粘连的高吸水性树脂最终会不利地影响卫生制品的制造商和高吸水性树脂的制造商。
[0007] 因此，希望提供一种高白度且又有优异颜色稳定性和良好的防吸湿粘连的高吸水 性树脂，W使高吸水性树脂即使在高温和高湿条件下胆存时也能保持其鲜明白度和在使用 过程中能够顺利地惨入制品中。此外，高吸水性树脂产品具有长期颜色稳定性和抗吸湿粘 连的同时，不会影响高吸水性树脂的吸液倍率，
[0008] 液体渗透性W及经吸液后的凝胶强度，从而使由高吸水性树脂形成的高吸水性树 脂水凝胶在所施加压力下不会变形或流动。
[0009] 目前制备高吸水性树脂使用的聚合单体丙帰酸中的阻聚剂含量通常为 200 ± 20ppm，且其中的酵类杂质含量较高，通常〉1化pm。所使用的聚合引发体系通常为过硫 酸盐热引发剂、或其与UV引发剂的复配体系。然而，过硫酸盐和UV引发剂在引发聚合丙帰 酸单体的同时，也会进一步与存在于丙帰酸单体中的阻聚剂氨酿单甲離和酵类杂质相互作 用而使得所制备的高吸水性树脂聚合物凝胶具有初始的颜色，且此颜色在高温、高湿条件 下随着时间的延长而发展成深褐色。
[0010] 在聚合单体丙帰酸W及制备高吸水性树脂过程所添加的各类助剂和制造设备中 会含有微量的铁离子，此铁离子在制备高吸水性树脂凝胶过程中形成生色团，从而使制备 的高吸水性树脂聚合物凝胶本身带有颜色。
[0011] 高吸水性树脂颗粒在经表面交联剂涂覆颗粒表面经热处理后，通常颗粒表面处于 完全干燥的状态，颗粒之间容易引起静电作用，且颗粒表面由于自由能高而容易产生吸湿 粘连作用，影响到高吸水性树脂产品颗粒的流动性。
[0012] 因此，需要提供一种高吸水性树脂，它具有高白度、良好的颜色稳定性和良好的颗 粒稳定性。还需要提供上述高吸水性树脂的制备方法。
【发明内容】
[0013] 本发明的一个发明目的是提供一种高吸水性树脂，它具有高白度、良好的颜色稳 定性和良好的颗粒稳定性。
[0014] 本发明的另一个发明目的是提供上述高吸水性树脂的制备方法。
[0015] 因此，本发明提供一种高吸水性树脂的制备方法，它包括如下步骤：
[0016] (i)提供丙帰酸类单体的水溶液；
[0017] (ii)将该水溶液的中和度控制在65-85mol% ;
[001引（iii)加入聚合交联剂、抗黄变助剂、过氧化物引发剂和含硫酸盐衍生物，进行自 由基聚合反应，得到凝胶体；
[0019] (iv)将该凝胶体粉碎，在粉碎过程中加入含硫酸盐的水溶液，得到粒径为5-20mm 的凝胶颗粒；
[0020] (V)干燥后得到粒径为100-850微米的中间体；
[0021] (Vi)在所述中间体表面涂覆表面交联助剂，在120-21(TC热处理20-70分钟后冷 却，冷却过程中添加高白度无机盐粉末，当冷却至50-9(TC时在颗粒表面喷涂抗黄变助剂的 水溶液。
[0022] 本发明的另一方面提供一种由上述方法得到的高吸水性树脂，该树脂的吸液倍率 为28g/g或更高、样品保液率为32g/g或更高、240小时的抗黄变率为38%或更小并且初始 白度为75或更高。
【具体实施方式】
[0023] 在本发明中，术语"高吸水性树脂"是指吸液倍率为28g/g或更高并且样品保液率 为32g/g或更高的吸水性树脂。
[0024] 在本发明中，术语"中和度"是指中和反应进行的程度。例如中和度为70% (mol) 的丙帰酸溶液是指7〇mol碱加入lOOmol丙帰酸中形成的溶液，或者70mol碱金属氨氧化物 巧口化0H)加入lOOmol丙帰酸中形成的溶液。
[00巧]本发明高吸水性树脂的制备方法包括如下步骤：
[0026] (i)提供丙帰酸类单体的水溶液
[0027] 本发明丙帰酸类单体无特别的限制，可W是本领域已知的任何丙帰酸类单体，其 非限定性例子有，例如丙帰酸单体、甲基丙帰酸单体、丙帰酸Ci_e焼醋单体(例如丙帰酸甲 基、丙帰酸己醋、丙帰酸正丙醋、丙帰酸异丙醋等，较好是丙帰酸焼醋单体)、甲基丙帰酸 Ci_e焼醋单体(例如甲基丙帰酸甲基、甲基丙帰酸己醋、甲基丙帰酸正丙醋、甲基丙帰酸异丙 醋等，较好是甲基丙帰酸Ci_3焼醋单体)、或者上述单体中的两种或更多种的混合物。
[0028] 所述丙帰酸类单体水溶液的浓度无特别的限制，可W是本领域已知的任何常规浓 度。在本发明的一个较好实例中，所述丙帰酸类单体水溶液的浓度为30-50重量％，较好为 35-45重量％，更好为38-42重量％。
[0029] 工业上所述丙帰酸类单体水溶液中通常含有某些其它组分或者杂质，例如阻聚剂 和酵类杂质。在本发明的一个实例中，所述丙帰酸类单体水溶液中，W重量计，阻聚剂的浓 度控制在50-8化pm,较好控制在55-75卵m，更好控制在60-7化pm ;酵类杂质控制在<3ppm， 较好控制在<2. 5ppm，更好控制在<2ppm。控制阻聚剂浓度和酵类杂质浓度的方法无特别的 限制，可W是本领域已知的任何方法。例如，可采用本领域已知的分离纯化方法，还可采用 市售的高纯度丙帰酸类单体。
[0030] (ii)将该水溶液的中和度控制在65-85mol%
[0031] 控制该水溶液中和度的方法无特别的限制，可W是本领域已知的任何常规方法。 例如可加入常用的可溶性碱调节该水溶液的中和度。适用的可溶性碱的非限定性例子有， 例如碱金属氨氧化物(例如氨氧化裡、氨氧化轴、氨氧化钟)、碱±金属氨氧化物(例如氨氧 化巧、氨氧化镇)、氨氧化馈、或其两种或更多种形成的混合物。
[0032] 在本发明的一个实例中，将该水溶液的中和度控制在70-80mol%。
[0033] 在本发明的另一个实例中，使用32%-48wt%的氨氧化轴水溶液，较好36%-42wt%的 氨氧化轴水溶液来控制该聚合单体水溶液的中和度。
[0034] (iii)加入聚合交联剂、抗黄变助剂、过氧化物引发剂和含硫酸盐衍生物，进行自 由基聚合反应，得到凝胶体
[0035] 适用于本发明方法的聚合交联剂无特别的限制，可W是本领域已知的任何常规聚 合交联剂。在本发明的一个实例中所用的聚合交联剂为丙帰酸的二官能团或H官能团的醋 类化合物，例如多元醇二丙帰酸醋或者多元醇H丙帰酸醋，如(聚）己二醇二丙帰酸醋、（聚） 己二醇缩水甘油離、季戊四醇四（甲基）丙帰酸醋、己氧基季戊四醇四（甲基）丙帰酸醋、二甲 氧基丙焼四丙帰酸醋、二季戊四醇六丙帰酸醋等等。按丙帰酸单体的摩尔数计，其用量一般 为 0. 001mol〇/〇-〇. 2mol〇/〇,较好为 0. 01-0. 18mol%，更好为 0. 02-0. 15mol%。
[0036] 适用于本发明方法的抗黄变助剂无特别的限制，可W是本领域已知的任何常规抗 黄变助剂。其非限定性例子有，例如二亚己基H胺五己酸及其轴盐、钟盐或者馈盐；H亚己 基四胺六己酸及其轴盐、钟盐或者馈盐；N-轻己基己二胺H