本發(fā)明屬于吸水樹脂，具體涉及一種低成本吸水樹脂及其制備方法。

背景技術：

1、吸水性聚合物又稱吸水樹脂，是一種含有親水性基團，不溶于水，但可以吸收自重數十、數百倍的水的交聯聚合物，并且保水性能優(yōu)良，一旦吸水膨脹成為水凝膠時，即使加壓也很難把水分離出來。

2、高吸水性樹脂是一種帶有大量親水基團的功能性高分子材料。已知高吸水性樹脂有聚丙烯酸部分中和后的交聯體、淀粉—丙烯酸接枝聚合物的水解物、乙酸乙烯酯—丙烯酸酯共聚物的皂化物、丙烯腈共聚物的交聯體、丙烯酰胺共聚物的交聯體及陽離子型單體的交聯體等。在紙尿褲、失禁護墊、生理衛(wèi)生巾等衛(wèi)生用品和土壤保濕劑、冰袋等領域中，應用廣泛。

3、對于高吸水性樹脂，除了高端的應用領域如紙尿褲等需要與身體直接接觸，對其應用要求較高外，其它常規(guī)領域如土壤保濕劑、快遞用的冰袋等，基本都是一次性使用。而目前最常用的吸水樹脂如聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺等，成本較高，適合用于紙尿褲等高端領域，難以滿足低成本要求的一次性應用領域。故而迫切需要開發(fā)出低成本的吸水樹脂來解決這些領域的應用。

技術實現思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供了一種低成本吸水樹脂及其制備方法，該吸水樹脂的聚合物鏈段中含有密集的羥基及羧酸鈉鹽，吸水能力強，吸水量基本達到50倍以上，且基于異氰尿酸三縮水甘油酯(tgic)副產品制備，成本低。

2、本發(fā)明解決上述技術問題采取的技術方案如下。

3、第一方面，本發(fā)明的低成本吸水樹脂，原料包括：

4、

5、

6、還包括催化劑1和催化劑2，所述催化劑1為氯化亞錫，催化劑1的用量為異氰尿酸三縮水甘油酯副產品質量的0.05％-0.1％，所述催化劑2為過氧化二苯甲酰(bpo)，催化劑2的用量為異氰尿酸三縮水甘油酯副產品質量的0.5％-1％。

7、優(yōu)選的是，所述tgic副產品為合成異氰尿酸三縮水甘油酯過程中產生的副產品，環(huán)氧當量為300-360g/mol，固含量為85％-91％，殘留溶劑為甲醇。

8、優(yōu)選的是，所述tgic副產品包括化合物1、化合物2和殘留的低于2wt％的化合物3(tgic化合物)；

9、所述化合物1的結構式為：

10、

11、所述化合物2的結構式為：

12、

13、所述化合物3的結構式為：

14、

15、第二方面，本發(fā)明提供一種低成本吸水樹脂的制備方法，包括以下步驟：

16、(1)按照配方量向反應容器中加入二甲苯和異氰尿酸三縮水甘油酯副產品，攪拌并升溫至110-115℃，升溫過程中同時脫除異氰尿酸三縮水甘油酯副產品中的殘留溶劑甲醇；然后加入配方量的催化劑1及酒石酸，充分攪拌均勻后，再升溫至130-135℃進行保溫聚合反應；

17、(2)取樣檢測聚合體系中聚合物的酸值，待聚合體系中聚合物的酸值低于15mgkoh/g時，加入配方量的馬來酸酐，繼續(xù)在130-135℃進行接枝反應；

18、(3)取樣用氣相色譜檢測接枝體系中游離的馬來酸酐，待游離的馬來酸酐含量低于0.5％時，降溫至115-120℃，然后加入配方量的丙烯酸及催化劑2進行自由基聚合反應；

19、(4)取樣用氣相色譜檢測聚合體系中游離的丙烯酸，待游離的丙烯酸含量低于1％時，繼續(xù)保溫反應20-30min，然后降溫至40-50℃，加入配方量的氫氧化鈉進行中和反應；

20、(5)取樣檢測反應體系中聚合物的酸值，待聚合物的酸值降低至0.5mgkoh/g以下時，過濾除去二甲苯中過量的氫氧化鈉，得到含有聚合物的二甲苯濾液；

21、(6)將得到的含有聚合物的二甲苯濾液在真空下減壓蒸餾，除去二甲苯，待聚合物的揮發(fā)份低于1％時，解除真空，出料，冷卻，得到吸水樹脂。

22、優(yōu)選的是，所述步驟(5)中，采用抽濾方式除去二甲苯溶劑中過量的氫氧化鈉。

23、優(yōu)選的是，所述步驟(6)中，所述減壓蒸餾的溫度為130-135℃，真空度控制在-0.095mpa至-0.098mpa。

24、優(yōu)選的是，所述步驟(6)中，所述冷卻的方式為鋼帶冷卻。

25、優(yōu)選的是，所述步驟(6)中，冷卻后得到的吸水樹脂，經破碎，得到顆粒狀吸水樹脂。

26、更優(yōu)選的是，所述顆粒狀吸水樹脂經粉碎過篩，得到粉末狀吸水樹脂。

27、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

28、本發(fā)明的低成本吸水樹脂的制備方法主要使用異氰尿酸三縮水甘油酯(tgic)副產品、二甲苯、酒石酸、馬來酸酐、丙烯酸、氫氧化鈉和催化劑進行合成反應得到，其中，tgic副產品的成本低，價格基本低于200元/噸，故而極大地降低了吸水樹脂的成本，本發(fā)明的制備方法也為tgic副產品的高附加值綜合利用提供了一種方法。

29、本發(fā)明的低成本吸水樹脂，由于基于含有多羥基及環(huán)氧基的tgic副產物合成，故而聚合物鏈段中含有密集的羥基及羧酸鈉鹽，吸水能力強，吸水量較大(50倍以上)，且易于粉碎，可以用于吸水樹脂的常規(guī)應用領域。

技術特征：

1.吸水樹脂，其特征在于，原料包括：

2.根據權利要求1所述的吸水樹脂，其特征在于，所述異氰尿酸三縮水甘油酯副產品為合成異氰尿酸三縮水甘油酯過程中產生的副產品，環(huán)氧當量為300-360g/mol，固含量為85％-91％，殘留溶劑為甲醇。

3.根據權利要求1所述的吸水樹脂，其特征在于，所述異氰尿酸三縮水甘油酯副產品包括化合物1、化合物2和低于2wt％的化合物3；

4.根據權利要求1-3任一項所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，采用抽濾方式除去二甲苯溶劑中過量的氫氧化鈉。

6.根據權利要求4所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述減壓蒸餾的溫度為130-135℃，真空度控制在-0.095mpa至-0.098mpa。

7.根據權利要求4所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述冷卻的方式為鋼帶冷卻。

8.根據權利要求4所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，冷卻后得到的吸水樹脂，經破碎，得到顆粒狀吸水樹脂。

9.根據權利要求8所述的吸水樹脂的制備方法，其特征在于，所述顆粒狀吸水樹脂經粉碎過篩，得到粉末狀吸水樹脂。

技術總結
本發(fā)明涉及一種低成本吸水樹脂及其制備方法，屬于吸水樹脂技術領域。解決了現有技術中吸水樹脂成本高的技術問題。本發(fā)明的低成本吸水樹脂，原料包括：TGIC副產品、二甲苯、酒石酸、馬來酸酐、丙烯酸、氫氧化鈉、催化劑1和催化劑2，催化劑1為氯化亞錫，催化劑2為過氧化二苯甲酰。該吸水樹脂聚合物以多羥基的TGIC副產物為原料，鏈段中含有密集的羥基及羧酸鈉鹽，吸水能力強，吸水量較大，基本達到50倍以上，且成本低，可以用于吸水樹脂的常規(guī)應用領域。

技術研發(fā)人員：王永壘,葛美紅,吳燕,李海云,張可,馮靜賢
受保護的技術使用者：黃山學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15