专利名称：高吸水性树脂制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种高吸水性树脂及其制造方法。尤其是一种高亲水性、高保持力及较高的压力下吸收倍率的吸水性树脂及其制造方法。
背景技术：
高吸水性树脂具有强大的保水力，可吸收百倍甚至于千倍于本身重量的水，且吸 水后可膨润具有保持不流动的状态，即使施加压力也不会渗漏，且被吸收的水可缓缓地在 大气中释出。由于具有上述特性，所以最早使用于农森林业的土壤保水剂，近年因高吸水性 树脂的生产技术有相当大的进步，所以也广泛地运用于卫生用品如尿布、成人失禁用品及 妇女卫生用品的吸水剂及保存食物用的保鲜应用等。高吸水性树脂的成分材料有遇水分解型的淀粉丙烯腈 (hydrolyzedstarchacrylonitrile)接枝聚合物(日本专利公开公报昭 49 (1974)-43， 395)，中和的淀粉丙烯酸接枝聚合物(日本专利公开公报昭51 (1976)-125，468)，皂化乙烯 醋酸丙烯酯共聚物(日本专利公开公报昭52(1977)-14，689)，水解丙烯腈共聚物或丙烯酰 胺共聚物(日本专利公报昭53(1978)-15，959)，及部份中和聚丙烯酸(日本专利公开公报 昭55 (1980)-84，304)等。其中以使用丙烯酸及丙烯酸盐进行交联聚合所得的高吸水性树 脂占最大部份也最为经济，其原因为丙烯酸可迅速由市售取得，且制得的高吸水性树脂具 有高的吸水能力，及具有制造成本低廉且最具经济效益，故成为最普遍化的高吸水性树脂 材料。高吸水性树脂具有强大的吸水及保水能力，常应用于制造卫生用品例如婴儿纸尿 布、餐巾纸及成人失禁用尿布、土壤保水剂等方面。特别是应用于卫生用品如纸尿布，要求 发展一种在压力下具有高度吸收能力的吸水树脂以便减小产品厚度及提高吸收尿液能力。制备吸水性树脂，通常都需经过形成凝胶聚合物、干燥、粉碎、筛选的步骤，为了赋 予吸水性树脂更高的保水性及压力下吸收倍数，通常仍由加入不同的表面交联剂来改质吸 水性树脂。改质方式是以对吸水性树脂的表面进行交联，所用的交联剂包含多元醇、多价缩 水甘油醚、卤代环氧化合物、多元醛、多胺类、多加金属盐类等。表面交联剂在涂覆处理时， 表面交联剂的添加可为表面交联剂直接添加，或调成表面交联水溶液添加，或调成表面交 联亲水性有机溶剂水溶液添加，此方法需要混合吸水性树脂和包含表面交联剂液状物的步 马聚ο表面交联处理被认为最重要的是，吸水性树脂粒子的表面能被均勻地进行表面交 联。为此，表面交联前的吸水性树脂和含表面交联剂液状物的均勻混合技术变得很重要。 吸水性树脂在接触水溶液时立刻吸收该液体，使固体及液体不易均勻混合并易于聚集，搅 拌并混合固体_液体系统以便使固体颗粒悬浮，同时均勻分散液相使其包覆固体颗粒是混 合吸水性树脂和包含表面交联剂液状物的关键步骤。为获得令人满意的混合物，至今已公 开有多种方法，例如用特定的材质作为混合机内壁面，在高速搅拌下添加水性交联剂液体 的混合方法(日本专利公开公报平9-235378，日本专利公开公报平11-349625)，将表面交联剂以微细滴状喷雾与吸水性树脂粉末以并流状态接触的方法(日本专利公开公报平4-246403)，或者是使用高速搅拌型混合器，其混合器底部的内表面上带有旋转叶片，通过装有多个叶片的转轴的高速旋转来实现连续混合二种或更多种粉末或一种液体合一种粉末(日本专利公开公报平4-214734)，以及为了使吸水性树脂和表面交联剂液状物均勻混合并稳定的保持较长时间，使用装有喷嘴的搅拌装置混合吸水性树脂和表面交联剂液状物(日本专利公开公报2002-201290)等。为了提高吸水性树脂的保持力、高压力下吸收水倍率，必需对吸水性树脂的表面进行改质，因此混合吸水性树脂和含表面交联剂液体的步骤确实是不可缺少的。吸水性树脂在接触表面交联剂液体时便立刻吸收该液体，吸收液体后，树脂粒子容易聚集，使得吸水性树脂及表面交联剂的混合难度增加，连带地混合设备的连续运转亦变得困难。一般制造吸水性树脂所需的含酸基单体除了丙烯酸外，尚可使用其它具有不饱合双键的水溶性单体，如甲基丙烯酸、马林酸、富马酸、2-丙烯胺-2-甲基丙烷磺酸等。单体的选用不特定限制只可使用一种，亦可合并多种单体一齐使用，亦可视情况需要添加具有不饱和双键其它亲水性的单体，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-烃基乙酯、甲基丙烯酸2-烃基乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯丙烯酰胺基三甲铵，但其添加量以不破坏高吸水性树脂的物性为原则。在进行自由基聚合反应前，单体水溶液浓度宜控制在重量百分比20衬％至55衬％间，适当浓度为30衬％至45衬％之间。浓度在重量百分比20wt%以下时，聚合后水合体太软且有黏性不利机械加工，添加浓度在重量百分比55wt%以上，接近饱和浓度，不易调配且反应太快反应热不易控制。含酸基单体的羧基应部份中和以控制成品的PH值，使其呈中性或微酸性。中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾及氨。含酸基单体的羧酸基部份中和成钠盐或钾盐或铵盐，中和浓度摩尔百分比为45mol%至85mol%，宜为50mol%至 75mo1 %。中和浓度摩尔百分比为45mo 1 %以下时成品的pH值会偏低，中和浓度摩尔百分比 为85mol%以上时成品的PH值会偏高，成品PH值非呈中性或微酸性时，若不慎与人体接触时均不太适合，也较不安全。在进行自由基聚合反应前，单体水溶液中亦可添加水溶性高分子以降低成本，此等水溶性高分子如部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、淀粉或淀粉衍生物如甲基纤维素，丙烯酸甲基纤维素，乙基纤维素等聚合物；此等水溶性高分子的分子量并无不特别限定，其中较佳的水溶性高分子为淀粉、部份皂化或完全皂化的聚乙烯醇等，单独或混合使用。高吸水性树脂含此等添加水溶性高分子的适当重量百分比为0至20wt %，但以0至IOwt %较佳，0至5wt %尤佳，添加超过20wt %时会影响物性，使物性变差。在进行自由基聚合反应前可先添加自由基聚合反应交联剂于未反应单体溶液中。此自由基聚合反应交联剂可选自具有两个或两个以上不饱和双键的化合物，如N，N-双(2-丙烯基)胺、N，N ‘_次甲基双丙烯酰胺、N，N ‘_次甲基双甲基丙烯酰胺、丙烯酸丙烯酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、甘油附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷附加环氧乙烷的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三甲基丙烯酸酯、三甲醇丙烷三丙烯酸酯、N, N, N-三(2-丙烯基)胺、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯三甘 醇酯等，亦可选用具有两个或两个以上环氧基的化合物，如山梨醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇 聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、双 丙三醇聚缩水甘油醚等。在进行自由基反应后使高吸水性树脂具有适当交联度，而使高吸 水性树脂凝胶体具有适当的加工性。自由基聚合反应交联剂可单独使用或两种以上混合使 用。自由基聚合反应交联剂适当的添加剂量在重量百分比0.001衬％至5衬％之间(以反 应物总固形份为基准)，更适当的用量在重量百分比0.01衬％至3衬％之间，添加剂量在重 量百分比0. 001衬％以下，聚合后的水凝胶体太软且有黏性不利机械加工，添加剂量在重量 百分比5wt%以上吸水性太低，降低树脂性能。聚合反应由自由基聚合反应起始剂的分解产生自由基开始。自由基起始剂可选用 热分解型起始剂，适合的热分解型起始剂有过氧化物，如过氧化氢、二 _第三丁基过氧化 物、过氧化酰胺或过硫酸盐(铵盐、碱金属盐)等，及偶氮化合物如2.2’_偶氮基双(2-脒 基丙烷)二盐酸盐、2. 2’-偶氮基双(N，N-二伸甲基异丁脒)二盐酸盐；亦可使用还原剂使 其成为氧化还原型起始剂，如酸性亚硫酸盐、硫代硫酸盐、抗坏血酸或亚铁盐；或将氧化 还原型起始剂和热分解型起始剂合并使用，首先氧化还原起始剂先进行反应产生自由基， 当自由基转移至单体上即引发聚合反应的进行，由于聚合反应进行时会释放出大量的热量 而使温度升高，当温度到达热分解型起始剂的分解温度时，又会引发第二段热分解型起始 剂的分解，而使整个聚合反应更臻于完全。一般自由基聚合反应起始剂的适当用量为重量 百分比0.001衬％至10wt% (以中和丙烯酸盐重量为基准)，更适当用量则在0. 1衬％至 5wt%之间，使用重量百分比在0. OOlwt %以下时，反应太慢不利经济效益，使用重量百分比 在10衬％以上时，反应太快反应热不易控制。聚合反应可于传统批次反应容器中，或于输送带式反应器上进行反应，反应所得 的高吸水性树脂，先利用绞碎机切成直径20mm以下小凝胶体，直径IOmm以下更佳，再进行
烘干O烘干温度以温度100°C至180°C进行烘干为宜，烘干温度温度100°C以下烘干时间 太久，不具经济效益，烘干温度180°c以上烘干使交联剂提早进行交联反应，使得后续的干 燥过程中，因交联度过高而无法有效的去除残存单体，达到降低残存单体的效果。干燥后进行粉碎、筛选固定粒径，再进行表面交联剂涂覆处理。筛选固定粒径以 0. 06mm至1. OOmm间为宜，以0. IOmm至0. 850mm间较佳，粒径0. 06mm以下细粉使成品粉尘 提高，粒径1. OOmm以上粒子使成品吸水速率变慢。筛选固定粒径后，再进行表面交联剂涂覆处理，可作为表面交联剂为多元醇如丙 三醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1，4 丁二醇、三烃基甲基丙烷、山梨醇 等；或可使用多元胺如乙二胺、二乙二胺、三乙二胺、聚乙二胺；或可使用具有两个或两个 以上环氧基的化合物如山梨醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油 醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二聚缩水甘油醚、双丙三醇聚缩水甘油醚等；亦可使 用碳酸亚羧酯如乙二醇碳酸酯、4-甲基-1，3- 二氧杂环戊烷-2-酮、4，5- 二甲基-1，3- 二 氧杂环戊烷-2-酮、4，4_ 二甲基-1，3- 二氧杂环戊烷-2-酮、4-乙基-1，3- 二氧杂环戊 烷-2-酮、1，3- 二氧杂环己烷-2-酮、4，6- 二甲基-1，3- 二氧杂环己烷_2_酮或1，3- 二氧 杂环庚烷-2-酮等。表面交联剂的用法可单独使用或两种以上混合使用。表面交联剂的适当添加剂量在重量百分比0. 001衬％至10衬％之间(以反应物总固形份为基准)，更适当的 用量在0. 005衬％至5wt%之间。表面交联剂添加剂量在重量百分比0. 00Iwt %以下时无法 显出效果，表面交联剂添加剂量在重量百分比10wt%以上时，吸水性太低，降低树脂性能。 表面交联剂涂覆处理时，表面交联剂的添加可为表面交联剂直接添加，或调成表 面交联剂水溶液添加，或调成表面交联剂亲水性有机溶剂水溶液添加。亲水性有机溶剂如 甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、丙酮、甲醚、乙醚等没有特殊限制，可形成溶液即可，其中以甲醇、 乙醇较佳。表面交联剂添加时吸水性树脂中可添加惰性无机盐粉末，以帮助溶液分散，惰性 无机盐粉末可为硫酸铝、或二氧化硅，或氧化铝，或氧化镁等或其混合物。其中以硫酸铝、二 氧化硅较佳。惰性无机盐粉末添加范围在重量百分比0. 005衬％至10. 之间，其中以 0. 4. 0wt%较佳。吸水性树脂为不溶解的亲水性聚合体，树脂内部具有均勻性的架桥结构，一般为 了改善质量如提高吸收速率、提高胶体强度、提高抗结块性、液体渗透性等，都会在树脂的 表面再作进一步架桥。此架桥一表面交联处理，即利用具有能与酸基反应的多官能基交联 齐U，在此的前已有许多专利被公开；如分散吸水性树脂与交联剂于有机溶剂中进行表面 交联处理(JP-A-56-131608、JP-A-57-44627、JP-A-58-42602、JP-A58-117222)，使用无机 粉直接将交联剂与交联剂溶液混入吸水性树脂处理(JP-A60-163956、JP-A-60-255814)， 添加交联剂后以蒸气处理(JP-A-1-113406)，使用有机溶剂、水及多元醇进行表面处 理(JP-A-63-270741、JP-A-64-50707、JP-A-1-292004)，使用有机溶液、水、醚化合物 (JP-A-2-153903)等；这些表面处理的方法虽能提高吸收速率，提高压力下吸水倍率，但将 造成保持力下降过多的不良后果，降低实际应用的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉状、不溶于水，可吸收水或尿液及血液，具有高保持 力，且在较高的压力下具有较高吸收倍率的高性能吸水性树脂及吸水性树脂的制造方法。为实现上述目的，本发明提供的吸水性树脂的制造方法包括a)添加高亲水性具有两个或两个以上不饱和双键或环氧基的化合物与中和率 50 (摩尔％ )以上含酸基的不饱和双键单体水溶液进行自由基聚合反应生成吸水性树脂凝 胶体，单体水溶液含0 5重量％水溶性高分子；b)以温度100°C至180°C热风干燥、粉碎、筛选凝胶体；c)添加表面交联剂于混合机内部为弹性基材所形成的混合室，包含一转动轴加上 至少二组或二组以上的搅拌叶片进行表面交联剂涂覆处理；d)并以温度90°C至230°C下加热进行表面处理。吸水性树脂粉末与表面交联剂的混合机设备，可以旋转搅拌或气流装置或两者合 并使用。为达到较佳的混合效果前述混合机包含圆筒型混合机、双层壁圆锥形混合机、V型 混合机、气流形混合机、粉碎型混拌机、旋转式混合机等。吸水性树脂粉末与表面交联剂的 混合是借着混合室的设备使用而进行，混合机设备最好不低于100°c的热畸变点的基材所 形成的内外表面，加上由于吸水性树脂粉末与交联剂的混合容易造成因吸水性树脂粉末特 性而形成的粉体架桥或附着于混合室器壁上现象，故混合室的基材可使用天然橡胶、或聚 氟丁二烯、聚甲醛、聚亚酰胺、聚异丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯等合成橡胶。于混合机设备外部可加上一组或一组以上的震动器、打击器 或滚轮，对混合室外部进行震动或滚动，对架桥或附着于混合室内部的吸水性树脂粉末达 成架桥破坏的目的。用于本发明的混合机的混和室内部具有转动叶片的形式，例如Henschel混合器Mitsui Miike机械公司制造)，new Speed混合机(OkadaSeiko株式会社制造)、Vertical continue flow mixer agglomerator (Hoso Kawa公司制造)，于容器内部具有可提供多数 桨的高速转动而(连续地)混合二种或二种以上粉末及一种以上粉末与一种以上液体的型 式，详细情况如图1。混合时，以搅拌叶片的转动带动吸水性树脂及表面交联剂悬浮并流体化，混合室 内部包含一转动轴加上至少二组或二组以上的搅拌叶片，二组搅拌叶片非平行设置，其X 平面投影夹一锐角δ且15° < δ <75°，搅拌叶片3的平面法向量^与平行转动轴2的 铅直向量汤形成夹角θ且，10° < θ <65°，使流体化的混合物产生涡流，进而达到最 佳的混合效果。根据本发明，搅拌叶片的转动速度为不高于10000rpm，100-5000rpm为宜， 300-3500rpm为最佳；如果搅拌叶片的转动速度低于lOOrpm，将使吸水性树脂粉末黏聚而 无法均勻分散；转动速度若高于lOOOOrpm，吸水性树脂粉末与表面改质剂接触的时间缩 短，表面交联剂无法完全涂覆于吸水树脂表面，进而降低表面处理后吸水性树脂的表现。搅 拌叶片的高速旋转使混合物流体化，搅拌叶片3的平面法向量5与平行转动轴2的铅直向量 汤形成的夹角θ使流体化的混合物产生涡流。根据本发明，2. 30^ 1η(Δ θ) ^4. 17时可 使流体化的混合物产生涡流，Δ θ = (90- θ )，当2. 71彡In ( Δ θ )彡4. 09混合效果提升， 2. 99彡1η(Δ θ )彡3. 82可使吸水树脂及改质剂达到最佳的混合状态。1η(Δ θ ) < 2. 30 时，吸水性树脂粉末与表面改质剂接触机率降低而无法完全附着，部份吸水性树脂粒子吸 收液体而溶胀聚集，粗粒径吸水性树脂粒子的增加会降低改质后吸水树脂的性能，包含保 持力及压力下吸收倍数等特性。根据本发明，搅拌叶片的转动可带动吸水性树脂及表面交联剂悬浮并流体化，搅 拌叶片与平面法向量形成的夹角使流体化混合物产生涡流。混合时，混合室内部包含一转 动轴及搅拌叶片，若仅使用一组搅拌叶片，转动轴负载过大，混合效果降低，使用二组或二 组以上的搅拌叶片可大幅提升其混合效率。二组搅拌叶片非平行设置，其X平面投影夹一 锐角δ，且15°彡δ彡75°。根据本发明，当δ <15°，单位体积内涡流产生范围减小， 吸水性树脂粉末于混合室内的滞留时间缩短，同时降低了吸水性树脂粉末与表面改质剂的 接触机率，连带影响改质后吸水树脂的性能；当δ >75°，单位体积内涡流交错机率降低， 同样会降低吸水性树脂粉末与表面改质剂的接触机率，而形成较差的混合效果。进行表面交联剂涂覆处理后，以温度90°C至230°C下加热进行表面处理，并使内 部交联剂进行交联反应而达到本发明的效果。处理温度90°C以下交联反应时间太久，不具 经济效益，处理温度230°C以上树脂易劣化影响质量，处理时间以2分钟至150分钟为宜，依 处理温度调整，温度高时间短，温度低时间长。经由本发明所制得的高吸水性树脂能有效地使吸水性树脂粉末及表面交联剂液 体的混合物保持在悬浮及流体化状态，达到良好混合效果。本发明所制得的高吸水性树脂具有极佳的保水力及压力下吸收倍数等特性，证明 可应用于多种领域适用于农、森林业的土壤保水剂，卫生用品如尿布、成人失禁用品及妇女卫生用品的吸水剂及保存食物用的保鲜应用等。为显示本发明的高吸水性树脂在压力下的吸水倍率，本发明利用受压吸收量(压 力负荷20g/cm2及49g/cm2)来测定，受压吸收量是根据欧洲专利0339461A号说明书第七 页中所描述的方法测定；将初始重量的高吸水性树脂放在依据有筛底纹部的圆柱体中，对 粉体加以20g/cm2及49g/cm2的压力，接着将此圆柱体置于吸收性需求测试器上，让此高吸 水性树脂吸收0.9%的氯化钠水溶液一小时，再将测吸水重量将所得数值除以高吸水性树 脂的重量，即得受压吸收重数值。本发明的保持力是利用茶袋试验法测定，并以五次量测结果取平均值；将0. 2g的 高吸水性树脂装在茶袋里，并浸泡于0. 9%的氯化钠水溶液20分钟，然后将此浸泡后的茶 袋置于离心机中离心(直径23cm、转速1400rpm)三分钟后秤重。所得的数值先减去未充填 高吸水性树脂的空白组茶袋重(以相同步骤操作)再除以聚合物重即得保持力数值。本发明的粒径分布是取高吸水性树脂倒入由850 μ m、600 μ m、300 μ m、250 μ m、 180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动，利用Octagon公司所制TestSieve Shaker 200型震动 器，将震动系数调整为5，震动30分钟后，秤量各层筛网中高吸水性树脂的重量，所得数值 再除以原始倒入的高吸性树脂重量，即得粒径分布。
图1是本发明的混合机旋转轴与叶片夹一 δ锐角示意图。附图中主要组件符号说明2平行转动轴；3搅拌叶片；θ夹角；一铅直向量；平面法向量。
具体实施例方式为显示本发明，以下详细地列出参考工作实例以说明本发明，但本发明范围不受 这些实例所限制。实施例1 1)称取48%氢氧化钠水溶液29. 3g，缓缓加入装有45. 7g的水及33g丙烯酸的 250c. c圆锥瓶中进行中和，滴加时间为2小时，并保持中和反应系统瓶内的温度在20°C至 40°C范园内；此时得单体浓度42wt%水溶液，其中70mol% (摩尔比)丙烯酸部份中和为丙 烯酸钠。2)加入0. 035g的三丙烯酸聚氧乙烯甘油酯于部分中和的丙烯酸溶液，并维持温 度于20°C左右。3)加入0.014g L-抗坏血酸，1.33g亚硫酸氢钠及1. 12g的双氧水以起始反应，反 应时间为25分钟。4)反应后将此高吸水性树脂利用切式粉碎机切成2mm直径以下的凝胶体。5)以130°C温度干燥2小时；利用筛网筛选0. Imm 0. 85mm固定粒径，得粉状高 吸水性树脂。6)秤取此高吸水性树脂10g，加入硫酸铝粉末0. Ig,将混合后粉末倒入混合机进 行混合，待混合均勻后再加入乙二醇碳酸酯/水=1/1 (重量比)溶液0. 4g，同样以混合机 进行固液混合，混合机转动轴的转速为lOOOrpm，1η(Δ θ) = 3.91, δ = 45°，再以215°C温度加热处理10分钟。7)冷却后，即得高性能高吸水性树脂，将此高吸水性树脂置入由850 μ m、600 μ m、 300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动，利用Octagon公司所制Test Sieve Shaker 200型震动器，将震动系数调整为5，震动时间30分，筛选后得到的粒径为> 850 μ m 占 0. 7 %，> 600 μ m 占 16. 4 %，> 300 μ m 占 37. 6 %，> 250 μ m 占 30. 6 %，> 180 μ m Α 1·3%，>150μπιΑ2·2%，<150μπιΑ · 2%，保持力 31. 8g/g，20g/cm2 压力下吸水倍 率33. lg/g,49g/cm2压力下吸水倍率23. 2g/g。实施例2 重复实施例1，但步骤6改为加入乙二醇碳酸酯/水/甲醇=1/1/1 (重量比)溶 液0. 6g，其余同实施例1，可得高吸水性树脂，测定保持力为29. 26g/g，20g/cm2压力下吸 水倍率31. 43g/g，49g/cm2压力下吸水倍率24. 33g/g，取此高吸水性树脂倒入由850 μ m、 600μπι、300μπι、250μπι、180μπι、150μπι的组合筛网中震动过筛后得到的粒径为> 850μπι 占 1. 2%，> 600μπι 占 32. 5%，> 300μπι 占43. 5%，> 250μπι 占 15. 4%，> 180μπι 占 6. 4%，> 150μπι 占 0. 8%，< 150μπι 占 0. 2%，保持力 31. 6g/g，20g/cm2 压力下吸水倍 率32. lg/g,49g/cm2压力下吸水倍率23. lg/g。实施例3 重复实施例1，但步骤6改为加入乙二醇碳酸酯/水/山梨醇聚缩水甘油醚= 1/1/0. 5 (重量比)溶液0. 45g，其余同实施例1，得高吸水性树脂，测定保持力为31. 48g/g， 20g/cm2压力下吸水倍率30. 47g/g,49g/cm2压力下吸水倍率22. 18g/g，取此高吸水性树脂 倒入由850 μ m、600 μ m、300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动过筛后得到的 粒径为> 850 μ m 占 1. 5 %，> 600 μ m 占 23. 3 %，> 300 μ m 占 35. 4 %，> 250 μ m 占 15. 6 %， > 180μπι 占 19. 1%，> 150μπι 占 4. 2%，< 150μπι 占 0. 6%，保持力 30. 72g/g，20g/cm2 压 力下吸水倍率30. 14g/g,49g/cm2压力下吸水倍率21. 3g/g。实施例4 1)取台湾塑料公司所生产的BC283半成品，秤取此高吸水性树脂lkg，加入硫酸铝粉末10. 0g，将混合后粉末倒入混合机进行混合，待混合均勻后再加入山梨醇/水=1/1 (重 量比)溶液40.0g，同样以混合机进行固液混合，混合机转动轴的转速为2000rpm，ln(A θ) =3.73，δ =45°，再以215°C温度加热处理20分钟。2)冷却后，即得高性能高吸水性树脂，将此高吸水性树脂置入由850um、600 μ m、 300μπι、250μπι、180μπι、150μπι 的组合筛网中震动，利用 Octagon 公司所制 Test Sieve Shaker 200型震动器，将震动系数调整为5，震动时间30分，筛后得到的粒径为> 850μπι 占 0. 9 %，> 600 μ m 占 41. 4 %，> 300 μ m 占 30. 3 %，> 250 μ m 占 12. 0 %，> 180 μ m 占 8. 7%，> 150μπι 占 5. 6%，< 150μπι 占 1. 1%，保持力 29. lg/g，20g/cm2 压力下吸水倍率 32. 7g/g,49g/cm2 压力下吸水倍率 30. 2g/g。实施例5 1)取台湾塑料公司所生产的BC283半成品，秤取此高吸水性树脂10kg，加入硫酸 铝粉末3. 0g，混合机转动轴的转速为2000rpm，In ( Δ θ ) = 3. 73，δ = 15°将混合后粉末 倒入混合机进行混合，待混合均勻后再加入聚乙二醇二缩水甘油醚/水=1/1(重量比)溶 液100. Og,同样以混合机进行固液混合，再以215°C温度加热处理20分钟。
2)冷却后，即得高性能高吸水性树脂，将此高吸水性树脂置入由850 μ m、600 μ m、 300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动，利用Octagon公司所制Test Sieve Shaker 200型震动器，将震动系数调整为5，震动时间30分，筛后得到的粒径为> 850μπι 占 1. 6 %，> 600 μ m 占 21. 1 %，> 300 μ m 占 35. 7 %，> 250 μ m 占 33. 6 %，> 180 μ m 占 6. 5%，> 150μπι 占 1. 4%，< 150μπι 占 0. 1%，保持力 33. 5g/g，20g/cm2 压力下吸水倍率 32. 7g/g,49g/cm2 压力下吸水倍率 24. 2g/g。实施例6 1)取台湾塑料公司所生产的BC283成品，秤取此高吸水性树脂5kg，加入碳酸钙粉 末3. 0g，将混合后粉末倒入混合机进行混合，待混合均勻后再加入聚氧乙烯单硬酯酸山梨 糖醇/水=1/4(重量比)溶液15. 0g，同样以混合机进行固液混合，混合机转动轴的转速为 500rpm, In (Δ θ ) = 1. 79，δ = 45°。2)取此高吸水性树脂IOOg倒入850 μ m的筛网中震动10分钟，残留于850 μ m筛 网上为5. 4g (高过10. Og表示混合后分散性略差)，测定保持力为27. 45g/g，20g/cm2压力 下吸水倍率27. 21g/g,49g/cm2压力下吸水倍率17. 66g/g。实施例7:1)重复实例六，但步骤1混合机转动轴的转速为500rpm，In ( Δ θ ) = 1. 79，δ =
5° 02)取此高吸水性树脂IOOg倒入850 μ m的筛网中震动10分钟，残留于850 μ m筛 网上为7. Sg (高过10. Og表示混合后分散性略差)，测定保持力为36. 23g/g，20g/cm2压力 下吸水倍率20. 21g/g,49g/cm2压力下吸水倍率15. 66g/g。比较例1 重复实施例1，但步骤6改为取此高吸水性树脂10g，加入硫酸铝粉末0. Ig,将混 合后粉末以混合机进行混合，待混合均勻后再加入乙二醇碳酸酯/水=1/1(重量比)溶 液0.4g，同样以混合机进行固液混合，混合机转动轴的转速为90rpm，1η(Δ θ) =0.41，δ =45°，以215°C温度加热处理10分钟，得高吸水性树脂，冷却后，将此高吸水性树脂置入 由850 μ m、600 μ m、300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动过筛后得到的粒径 为> 850 μ m 占 16. 4 %，> 600 μ m 占 37. 2 %，> 300 μ m 占 43. 3 %，> 250 μ m 占 5. 1 %，> 180 μ m 占 3. 7 %，> 150 μ m 占 1. 2 %，< 150 μ m 占 1. 1 %，保持力 33. 41g/g, 20g/cm2 压力 下吸水倍率24. 4g/g,49g/cm2压力下吸水倍率16. 8g/g。比较例2 重复实施例1，但步骤6改为取此高吸水性树脂10g，加入硫酸铝粉末0. Ig,将混 合后粉末以混合机进行混合，待混合均勻后再加入乙二醇碳酸酯/水/甲醇=1/1/1(重 量比)溶液0.6g，同样以混合机进行固液混合，混合机转动轴的转速为90rpm，ln(A θ)= 2. 30，δ =45°，以215°C温度加热处理10分钟，得高吸水性树脂，将此高吸水性树脂置入 由850 μ m、600 μ m、300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动过筛后得到的粒径 为> 850μπι 占 17. 2%，> 600μπι 占 34. 5%，> 300μπι 占 33. 1%，> 250μπι 占 6. 8%，> 180 μ m 占 4. 6 %，> 150 μ m 占 1. 6 %，< 150 μ m 占 2. 2 %，保持力 32. 76g/g, 20g/cm2 压力 下吸水倍率23. 41g/g,49g/cm2压力下吸水倍率13. 5g/g。比较例3
1)取台湾塑料公司的台丽朗事业部所生产的BC283成品3kg，加入碳酸钙粉末 3. 0g，将混合后粉末以混合机进行混合，待混合均勻后再加入山梨醇/水=1/4(重量比) 溶液15. 0g，同样以混合机进行固液混合，混合机转动轴的转速为500rpm，1η(Δ θ)= 2.30，δ =5°。以215°C温度加热处理10分钟，得高吸水性树脂。将此高吸水性树脂置 入由850 μ m、600 μ m、300 μ m、250 μ m、180 μ m、150 μ m的组合筛网中震动过筛后得到的粒 径为> 850 μ m占17. 2% (高过10. 0%表示混合后分散性略差)，> 600 μ m占34. 5%，> 300μπιΑ33.1%，> 250μπιΑ6.8%，>180μπιΑ4.6%，>150μπιΑ .6%，<150μπιΑ 2. 2%，保持力32. 49g/g，20g/cm2压力下 吸水倍率26. 6g/g，49g/cm2压力下吸水倍率17. 6g/
权利要求
一种高吸水性树脂制造方法，该方法包括a)添加高亲水性具有两个或两个以上不饱和双键或环氧基的化合物与中和率50摩尔％以上含酸基的不饱和双键单体水溶液进行自由基聚合反应生成吸水性树脂凝胶体，单体水溶液含0～5重量％水溶性高分子；b)以温度100℃至180℃热风干燥、粉碎、筛选凝胶体；c)添加表面交联剂于混合机内部为弹性基材所形成的混合室，混合室内部包含一转动轴，加上至少具二组或二组以上的搅拌叶片进行表面交联剂涂覆处理；d)并以温度90℃至230℃下加热进行表面处理。
2.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片平面具有一垂直 叶片平面的法向量与平行转动轴的铅直向量形成一夹角。
3.如权利要求2所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片平面的夹角θ符 合下列公式2. 30 彡 In (Δ θ )彡 4. 17，Δ θ = 9 θ - θ。
4.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片组的χ平面投影夹 一锐角δ，且为15°彡δ彡75°。
5.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片的转动速度为不 高于 lOOOOrpm。
6.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片的转动速度为 100-5000rpm。
7.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，混合机搅拌叶片的转动速度为 300-3500rpm。
8.如权利要求1所述的吸水性树脂制造方法，其中，粒径为850um以上的粒子比例为不高于10重量％。
全文摘要
一种高性能高吸水性树脂制造方法，其特征在于至少具二组以上搅拌叶片的混合机槽进行混合表面交联剂涂覆处理，利用此一方法所获得的高吸水性树脂，其物理性质表现良好而且具有高保持力及高压力下高吸收水倍率的特性。
文档编号B01F7/22GK101798368SQ200910005878
公开日2010年8月11日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者刘全福, 刘致铭, 吴俊贤, 吴政璋, 周源城, 庄玉筵, 施凯耀, 林昌亿, 江政富, 游志贤, 许正辉, 邱伯寿, 钟宏宗, 陈忠毅, 黄莉涵 申请人:台湾塑胶工业股份有限公司