【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料，具體涉及一種吸水性樹脂及其制備方法、吸收體。
技術介紹
1、吸水性樹脂顆粒又被稱為“高吸水聚合物”或“sap”（super?absorbentpolymers），主要用于吸收并儲存大量液體，尤其是水分；其具有親水基團和交聯結構而具備較強的吸水能力，能夠很快吸收比自身重量大數百倍的水形成凝膠，且此凝膠在一定壓力下仍能保持住水分而不分離出來。基于此特性，吸水性樹脂顆粒被廣泛用于日用吸水紙巾、化妝品、土壤改進劑、造林育苗保水劑、脫水劑等領域。
2、但在實際應用中，除了需要關注吸水性樹脂顆粒的吸收量和吸收速率等性能外，透液速率也是需要重點關注的性能參數。透液速率用于表征材料在吸水飽和狀態下，允許液體通過其結構的速率或能力；這一參數對于理解和評估sap在多種應用場景中的性能至關重要，高透液速率的sap能夠更快地吸收和分散液體，而低透液速率的sap則可能形成液體屏障，導致液體在材料表面積聚。現有吸水性樹脂顆粒的透液速率仍然沒有達到預期，導致下游產品的性能也因此受到影響，這在一定程度上限制了吸水性樹脂顆粒的進一步應用。
技術實現思路
1、針對現有技術中的不足，本專利技術公開一種吸水性樹脂及其制備方法、吸收體，所制得吸水性樹脂的吸收量、吸收速率佳及透液速率表現優異，解決現有吸水性樹脂顆粒的透液效果不佳的問題。
2、為了實現以上技術目的，一方面，本專利技術提出一種吸水性樹脂的制備方法，該方法包括以下步驟：
3、s1：采用
4、
5、或采用
6、s1.1，將第一單體水溶液分為兩部分，將其中一部分第一單體水溶液和第一交聯劑，在包含表面活性劑的有機溶劑中進行第一聚合反應得到第一階段聚合物；s1.2，在所述第一階段聚合物中加入另一部分第一單體水溶液、第二單體及第二交聯劑，進行第二聚合反應得到第二階段聚合物；
7、s2：在所述第二階段聚合物中加入第三交聯劑，經交聯反應得到第三階段聚合物；
8、s3：所述第三階段聚合物經過濾、干燥，得到所述吸水性樹脂；
9、其中，所述步驟s1還包括在步驟s1.1加入引發劑和增稠劑，或分別在步驟s1.1和步驟s1.2加入引發劑和增稠劑；所述第一單體為丙烯酸類單體，所述第一單體水溶液為經過堿中和處理的丙烯酸類單體水溶液；所述第二單體為主鏈碳原子數為4-13的多元烯烴。
10、上述技術方案中采用了包括三個階段式聚合物反應體系，通過階段性地向反應體系添加第一單體、第二單體，以及調控在第一聚合反應階段和第二聚合反應階段分批次加入第一單體，保證了水性樹脂獲得優異的吸收量、吸收速率等性能；在此基礎上進一步地，上述技術方案采用特定種類的第一單體和第二單體進行階段式交聯反應，在以丙烯酸類單體完成第一聚合反應后再加入第二單體，由此在吸水性樹脂主鏈結構上引入主鏈碳原子數為4-13的多元烯烴，從而降低親水官能團的密度，有效提高吸水性樹脂的透液速率。本專利技術實施例示出上述技術方案所制得吸水性樹脂顆粒的綜合性能更佳，有利于下游產品的使用。
11、需注意，考慮到在室溫下第一單體水溶液、第一交聯劑、引發劑和增稠劑不會發生交聯反應的情形，上述技術方案可選擇在步驟s1.1加入引發劑和增稠劑，或分別在步驟s1.1和步驟s1.2均加入引發劑和增稠劑，即本領域內技術人員可通過非創造性的勞動、在步驟s1中的合適階段添加與第一單體當量適宜的引發劑和增稠劑，并不會由此影響所制備吸水性樹脂的相關性能，基于該原理所作出的適應性改變均會落入本專利技術的保護范圍。
12、需注意，本專利技術并不限定所述步驟s1.1中加入第一單體水溶液、第一交聯劑，以及增稠劑和引發劑的先后順序，并不限定步驟s1.2中加入第一單體水溶液（或備用的前驅混合物）和第二單體，或增稠劑和引發劑先后順序，亦可選先將部分組分或全部組分混合后再加入有機溶劑中，本領域技術人員可根據實際情況自行設定，由此形成的技術方案均在本專利技術保護范圍內。
13、在本專利技術的進一步示例中，對所述第一單體和第二單體的添加量進行了優化?？蛇x地，所述第二單體的摩爾量為所述步驟s1.2中所添加第一單體摩爾量的1%~20%。本專利技術實施例中示出了所述步驟s1.2中第二單體相對步驟s1.2中所添加第一單體摩爾量不同時，所制得吸水性樹脂顆粒的吸收量、吸收速率及透液速率的測試結果。進一步可選地，所述第二單體的摩爾量為所述步驟s1.2中所添加第一單體摩爾量的5%~15%，更進一步可選6%~14%，再進一步可選7%~13%，再進一步可選9%~11%。
14、在本專利技術的進一步示例中，對所述第二單體的種類進行了優選。所述第二單體為主鏈碳原子數可選為4-13的1,ω-二元脂肪族烯烴，由此可促進調控所制備吸水性樹脂顆粒的剛性，避免其因過于柔軟導致透液速率過高或者因過于剛硬而影響吸收量、吸收速率、舒適程度等性能。進一步可選地，所述第二單體為主鏈碳原子數為7、8、9、10的1,ω-二元脂肪族烯烴。
15、在本專利技術的進一步示例中，對所述第一單體在第一交聯階段和第二交聯階段的用量進行優化。可選地，所述第一單體在步驟s1.1和步驟s1.2的用量摩爾比為9:1~1:1；通過進一步的探索實驗，所述第一單體在步驟s1.1和步驟s1.2的用量摩爾比可選為8:1~1:1，再進一步可選6:1~1:1，更進一步可選3:1~1.5:1；基于大量實驗數據，所述第一單體在步驟s1.1和步驟s1.2的用量摩爾比再進一步可選2.5:1~1.5:1。
16、在上述技術方案中，對所述丙烯酸類單體的種類不做任何限制，本領域技術人員可以根據實際情況自行設定。在本專利技術的進一步示例中，所述丙烯酸類單體可選包括(甲基)丙烯酸及其鹽、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一種。其中，(甲基)丙烯酸及其鹽應當理解為丙烯酸及其鹽和甲基丙烯酸及其鹽，其余化合物與該化合物理解方式相同。
17、在本專利技術的進一步示例中，對所述丙烯酸類單體水溶液的濃度進行了探索和優化，可選10wt%-50wt%，更進一步可選20wt%-40wt%，再進一步可選25wt%-35wt%，從而可簡化流程，提高工藝可操作性。需注意，本專利技術對所述第一單體水溶液堿中和處理的具體操作不做限定，本領域內技術人員可基于實現所述丙烯酸類單體水溶液目的選擇合適的堿液用于堿中和，比如采用滴加氫氧化鈉或氫氧化鉀等溶液的方式，由此形成的技術方案均在本專利技術保護范圍內。
18、在本專利技術的進一步示例中，探索了階段式交聯反應的控制條件?？蛇x地，所述第一聚合反應的溫度為水與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第二單體的摩爾量為所述步驟S1.2中所添加第一單體摩爾量的1%~20%。
3.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第二單體為主鏈碳原子數為4-13的1,ω-二元脂肪族烯烴。
4.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一單體在步驟S1.1和步驟S1.2的用量摩爾比為9:1~1:1。
5.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體包括(甲基)丙烯酸及其鹽、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體水溶液的濃度為10wt%-50wt%。
7.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一聚合反應的溫度為水與有機溶劑的共沸溫度；
...【技術特征摘要】
1.一種吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第二單體的摩爾量為所述步驟s1.2中所添加第一單體摩爾量的1%~20%。
3.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第二單體為主鏈碳原子數為4-13的1,ω-二元脂肪族烯烴。
4.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一單體在步驟s1.1和步驟s1.2的用量摩爾比為9:1~1:1。
5.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體包括(甲基)丙烯酸及其鹽、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、n,n-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體水溶液的濃度為10wt%-50wt%。
7.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一聚合反應的溫度為水與有機溶劑的共沸溫度；
8.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一聚合反應的反應溫度為60℃~100℃；
9.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第二交聯劑與所述步驟s1.2中所添加第一單體的摩爾比記為a，所述第一交聯劑與所述步驟s1.1中所添加第一單體的摩爾比記為b，b的取值范圍為1/10000~1/1000，a與b的比值為（2:1~10:1）。
10.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第三交聯劑的摩爾量為步驟s1所用第一單體摩爾量的1/100000~1/1000。
11.根據權利要求1所述的吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述第一交聯劑、第二交聯劑，及第三交聯劑分別獨立選自乙二醇、丙二醇、1,4-丁二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃冠博，楊琦武，王聰，劉新偉，
申請(專利權)人：中國天辰工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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