一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法，它的步骤如下：①粉体分散：将硅质超细粉搅拌分散在水中；②中和反应：搅拌下将丙烯酸加入到粉体分散浆液中，冷却下加入氢氧化钠固体进行中和反应；③聚合反应：将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入交联剂、引发剂溶液，初聚后停止通氮气保温反应4h；④后处理：将保温聚合后的凝胶切粒、干燥，控制干燥后颗粒的105℃挥发份≤10%，再粉碎得到吸收树脂成品。本发明合理利用硅质超细粉在丙烯酸盐混合体系中的反应活性，通过粉体分散、中和、聚合、后处理工艺得到原料成本低、吸尿液速度快、吸尿液量大、容重和白度适中的纸尿裤用硅质粉?丙烯酸盐复合吸收树脂成品。
【专利说明】
一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于婴儿及行动不便老人用纸尿裤的吸收树脂的制备领域，特别涉及一种用硅质超细粉制备婴儿及行动不便老人纸尿裤用吸收树脂的方法。技术合理利用了硅质超细粉体与纸尿裤用吸收树脂用丙烯酸盐有机原料体系的反应活性，采用分散、中和、聚合、后处理工艺步骤，得到树脂原料成本低、吸尿液速度快、吸尿液量大、容重和白度适中的纸尿裤用硅质超细粉-丙烯酸盐复合吸收树脂成品。
【背景技术】
[0002]纸尿裤是婴儿和行动不便老人便捷的卫生用品，其是用吸收树脂吸收婴儿和行动不便老人排出的尿液，吸收树脂的性能和成本对纸尿裤性能和成本影响较大。纸尿裤用吸收树脂主要要求吸尿液速度快、吸尿液量大、容重和白度适中，而从制备角度考虑，成本越低越好。随着我国二胎生育政策的落实和人口老年化加剧及人们生活水平的提高，纸尿裤使用得到越来越广泛的普及，其主材吸收树脂的用量每年也以较高速率增长。
[0003]目前制备纸尿裤吸收树脂的原料主要是丙烯酸、丙烯酸酯等单用或混合使用，丙烯酸类原料售价多年维持在每吨I万元人民币以上，紧俏时甚至高达每吨3万元人民币，原料售价高使产品成本较高。利用其它价廉的无机或有机原料进行替代、共聚，是改善吸收树脂性能、降低树脂合成成本的重要途径，也是吸收树脂制备领域的研究热点。
[0004]沉淀二氧化硅是一种无定型超细粉体，具有质轻、反应活性较高的特点，天然石英经超细粉碎制成粒径以(197<7μπι的超细粉后也具有较高的反应活性，尤其在中性、偏碱性环境超细活性二氧化硅易转化为对水有高度亲和性的硅凝胶微粒。分散后的沉淀二氧化硅、超细石英粉表面含的S1-O健易同丙烯酸盐体系中的C=C、C-0健偶联、结合，且活性硅本身对水的较高亲和性使聚合后的S1-C聚合体对婴儿及成人的尿液也具有较高的吸液速率和吸液量。沉淀二氧化硅目前市场售价每吨约2000元人民币，粒径(197<7μπι的超细石英粉市场售价每吨约1000元人民币。因此，用适量价廉的硅质超细粉体替代售价丙烯类原料制备吸收树脂，即达到能提高产品性能，又使制备吸收树脂的原料总成本有显著减低，技术具有较好的市场推广应用前景。
[0005]丙烯酸是纸尿裤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、余量的丙烯酸或其它复配单体共聚合形成吸收树脂，利用氢氧化钠预中和的偏中性及碱性可使活性高的硅质微粉生成亲水性的水合硅凝胶微粒参与聚合反应，C-Si聚合链网中的大颗粒水合硅凝胶基团结点增大了蜂窝链段可吸液空间，有利于在吸收尿液时液体的快速进入并被吸收，制成的硅质超细粉复合吸收树脂具有吸尿液速度快、吸尿液能力强、容重和白度适中、原料成本低等显著性能及价格优势。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种高吸尿液速率和吸收量、低制备成本的纸尿裤用吸收树脂及其制备方法。为实现上述目的，本发明的一种纸尿裤用吸收树脂制备包括以下步骤: ①粉体分散:将硅质超细粉搅拌分散在水中，硅质超细粉、水质量份配比为:9-50、275，搅拌分散20-30分钟；
②中和反应:搅拌下将丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入氢氧化钠固体进行中和反应，控制中和时溶液温度<400C，继续冷却、搅拌反应液至25-300C，得到中和溶解液，丙烯酸、95%含量的固体氢氧化钠质量份配比为:90-130、38-64；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成纯水溶液的(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，反应初聚后停止通氮气，继续保温4h，交联剂(N、N)_亚甲基丙烯酰胺和引发剂过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体质量份配比为:0.02-0.06、0.10-0.20、0.03-0.08、0.05-0.10;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0007]更具体说，所述步骤①用的硅质超细粉为沉淀二氧化硅(俗名白炭黑)和粒径d97<7μπι的超细石英粉，超细石英粉还要求S12含量多95%、白度多85%，，其中，用沉淀二氧化娃制备的吸收树脂广品白度更尚，用超细石英粉制备的吸收树脂吸尿液量稍尚。
[0008]更具体说，所述步骤③用的(Ν、Ν)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体是配成质量/体积浓度分别为0.4%、4%、1%、2%的纯水溶液使用。
[0009]本发明所述制备方法制备的一种纸尿裤用吸收树脂。
[0010]本发明的有益效果
采用上述
【发明内容】
技术方案的本发明，合理利用了硅质超细粉的反应活性及物性，通过分散、中和、聚合、后处理工艺步骤，得到树脂原料成本低、吸尿液速度快、吸尿液量大、容重和白度适中的硅质超细粉-丙烯酸盐复合纸尿裤用吸收树脂成品。按GB/T 22875-2008、GB/T 22905-2008方法检测，吸液速度:60-100秒、吸0.9%的NaCl溶液量50-70 g/g，白度:白炭黑吸收树脂约为70%、超细石英粉吸收树脂约为50%，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】
[0011]实施例1
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下:
①粉体分散:将以质量计的9份白炭黑粉搅拌分散在275份水中，搅拌分散20分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计130份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体64份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至30°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.06份、0.20份、0.08份、0.1O份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0012]实施例2
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下:
①粉体分散:将以质量计的28份白炭黑粉搅拌分散在275份水中，搅拌分散25分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计110份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体51份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至28°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.04份、0.15份、0.05份、0.07份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0013]实施例3
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下:
①粉体分散:将以质量计的50份白炭黑粉搅拌分散在275份水中，搅拌分散30分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计90份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体38份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至25°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.02份、0.1O份、0.03份、0.05份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0014]实施例4
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下:
①粉体分散:将以质量计9份的S12含量多95%、白度多85%、粒径d97彡7μπι超细石英粉搅拌分散下加入275份水中，搅拌分散20分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计130份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体64份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至30°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.06份、0.20份、0.08份、0.1O份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0015]实施例5
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下: ①粉体分散:将以质量计30份的S12含量多95%、白度多85%、粒径d97(7μπι超细石英粉搅拌分散下加入275份水中，搅拌分散25分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计108份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体50份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至28°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.04份、0.15份、0.05份、0.07份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
[0016] 实施例6
一种纸尿裤用吸收树脂，它的制备步骤如下:
①粉体分散:将以质量计50份的S12含量多95%、白度多85%、粒径d97彡7μπι超细石英粉搅拌分散下加入275份水中，搅拌分散30分钟；
②中和反应:搅拌下将以质量计90份丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入95%的氢氧化钠固体38份进行中和反应，通过控制中和时溶液温度<40°C调控加氢氧化钠速度，继续冷却、搅拌反应液至25°C，得到中和溶解液；
③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成质量/体积浓度分别为0.4%的(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，折成(N、N)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体量分别为0.02份、0.1O份、0.03份、0.05份，反应生成初凝胶后停止通氮气继续保温4h;
④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。
【主权项】
1.一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法，其特征在于它的制备步骤如下: ①粉体分散:将硅质超细粉搅拌分散在水中，硅质超细粉、水质量份配比为:9-50、275，搅拌分散20-30分钟； ②中和反应:搅拌下将丙烯酸加入到粉体分散浆液中，加料、搅拌20分钟，循环冷却、搅拌下加入氢氧化钠固体进行中和反应，控制中和时溶液温度<400C，继续冷却、搅拌反应液至25-300C，得到中和溶解液，丙烯酸、95%含量的固体氢氧化钠质量份配比为:90-130、38-64； ③聚合反应:将中和溶解液打入聚合釜，通氮气除氧下依次加入已配成纯水溶液的(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，反应初聚后停止通氮气，继续保温4h，交联剂(N、N)_亚甲基丙烯酰胺和引发剂过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠固体质量份配比为:0.02-0.06、0.10-0.20、0.03-0.08、0.05-0.10; ④后处理:将保温聚合后的凝胶切粒、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。2.根据权利要求1所述的一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法，其特征在于:所述步骤①用的硅质超细粉为沉淀二氧化硅(俗名白炭黑)和粉体粒径d97彡7μπι超细石英粉，超细石英粉还要求S12含量彡95%、白度彡85%。3.根据权利要求1所述的一种纸尿裤用吸收树脂及其制备方法，其特征在于:所述步骤③用的(Ν、Ν)_亚甲基丙烯酰胺、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠溶液是配成质量/体积浓度分别为0.4%、4%、1%、2%的纯水溶液加入。4.如权利要求1、2、3所述方法制备的一种纸尿裤用吸收树脂。
【文档编号】C08K3/36GK105924567SQ201610530971
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】余丽秀, 张然, 孙亚光, 刘岩
【申请人】中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所