CN111068629A - 一种吸水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸水剂，包括以下重量份的组分：大粒径吸水树脂20‑30份、小粒径吸水树脂40‑50份、无机纳米粒子1‑5份、纤维素纤维10‑15份、聚氨酯水凝胶颗粒10‑20份；所述大粒径吸水树脂的粒径为1‑3mm；所述小粒径吸水树脂的粒径为300‑500μm；所述纤维素纤维的长度为5‑10μm。本发明的吸水剂其吸水性能优异，且吸水后弹性较好，占空间较小。

Description

一种吸水剂
技术领域
本发明涉及一种吸水剂。
背景技术
作为吸水剂，要求其呈现好的物理特性(离心保水能力、盐水导流率、压力下吸水性、固定高度吸收能力、质量平均颗粒尺寸、液体扩散性等)。目前市场上的吸水剂虽然种类繁多，但吸水效果都不甚理想，吸水剂多包装为固定规格，吸水剂中的树脂吸水膨胀后，导致吸水剂体积增大，相互挤压的树脂间存在较大缝隙，颗粒与颗粒之间的挤压力较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种吸水剂，本发明的吸水剂其吸水性能优异，且吸水后弹性较好，占空间较小。
本发明的一种吸水剂，包括以下重量份的组分：大粒径吸水树脂20-30份、小粒径吸水树脂40-50份、无机纳米粒子1-5份、纤维素纤维10-15份、聚氨酯水凝胶颗粒10-20份；所述大粒径吸水树脂的粒径为1-3mm；所述小粒径吸水树脂的粒径为300-500μm；所述纤维素纤维的长度为5-10μm。
进一步地，大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状。
进一步地，聚丙烯酸吸水树脂采用反相悬浮法合成。其制备方法参考文献“反相悬浮法合成大颗粒珠状高吸水性聚合物及其性能研究，中国胶粘剂，2008,17(11)：16-19”，该聚丙烯酸吸水树脂的粒径较大，吸水率高。
进一步地，小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的20～30％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的70～80％。
进一步地，无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒。无机纳米粒子的加入，在干态下，起到吸水剂中树脂颗粒的润滑作用。提高了树脂颗粒的分散均匀性。
进一步地，无机纳米粒子的粒径为100-500nm。
进一步地，纤维素纤维为甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素纤维中的一种或几种。
进一步地，聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为5-10μm。
进一步地，聚氨酯水凝胶颗粒中包括聚氨酯脲聚合物。其制备方法参考文献“Non-covalent Interaction Cooperatively Induced Stretchy,Tough and Stimuli-Responsive Polyurethane-Urea Supramolecular(PUUS)Hydrogels,J.Mater.Chem.B,2015，3(14)”。聚氨酯脲聚合物的含水率可高达92％，且其在完全吸水溶胀后具有较高的机械强度和弹性。在受力状态下，其能为吸水剂提供较好的缓冲性。
进一步地，吸水剂包括以下重量份的组分：大粒径吸水树脂25-30份、小粒径吸水树脂40-45份、无机纳米粒子3-5份、纤维素纤维10-15份、聚氨酯水凝胶颗粒15-20份。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过设置不同粒径的吸水树脂，在吸水后，小粒径的吸水树脂填充入大粒径的吸水树脂间的缝隙中，节约了吸水剂所占空间。并且辅助以具有良好吸水性能的纤维素纤维，这些微米级的纤维同样也可填充入大粒径的吸水树脂间的缝隙中，进一步降低吸水剂所占空间。聚氨酯水凝胶颗粒的使用，使得吸水剂吸水膨胀后的受力状态下，具有较好的缓冲性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明以下实施例中，聚丙烯酸吸水树脂采用反相悬浮法合成。其制备方法参考文献“反相悬浮法合成大颗粒珠状高吸水性聚合物及其性能研究，中国胶粘剂，2008,17(11)：16-19”。聚氨酯水凝胶颗粒中包括聚氨酯脲聚合物，其制备方法参考文献“Non-covalent Interaction Cooperatively Induced Stretchy,Tough and Stimuli-Responsive Polyurethane-Urea Supramolecular(PUUS)Hydrogels,J.Mater.Chem.B,2015，3(14)”。
实施例1
一种吸水剂，其由以下重量份配比的组分组成：
大粒径吸水树脂20份、小粒径吸水树脂40份、无机纳米粒子1份、纤维素纤维10份、聚氨酯水凝胶颗粒10份。
其中，大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状，平均粒径为1.5mm。小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的20％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的80％，小粒径吸水树脂平均粒径为300μm。无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒，其平均粒径为150nm。纤维素纤维的长度为5μm。纤维素纤维为甲基纤维素。聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为5μm。
实施例2
一种吸水剂，其由以下重量份配比的组分组成：
大粒径吸水树脂25份、小粒径吸水树脂45份、无机纳米粒子2份、纤维素纤维12份、聚氨酯水凝胶颗粒15份。
其中，大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状，平均粒径为2.5mm。小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的25％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的75％，小粒径吸水树脂平均粒径为400μm。无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒，其平均粒径为200nm。纤维素纤维的长度为7μm。纤维素纤维为甲基纤维素。聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为7μm。
实施例3
一种吸水剂，其由以下重量份配比的组分组成：
大粒径吸水树脂20份、小粒径吸水树脂40份、无机纳米粒子5份、纤维素纤维10份、聚氨酯水凝胶颗粒18份。
其中，大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状，平均粒径为1.5mm。小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的20％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的80％，小粒径吸水树脂平均粒径为300μm。无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒，其平均粒径为150nm。纤维素纤维的长度为5μm。纤维素纤维为羟乙基纤维素。聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为10μm。
实施例4
一种吸水剂，其由以下重量份配比的组分组成：
大粒径吸水树脂30份、小粒径吸水树脂50份、无机纳米粒子5份、纤维素纤维14份、聚氨酯水凝胶颗粒16份。
其中，大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状，平均粒径为3mm。小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的20％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的80％，小粒径吸水树脂平均粒径为500μm。无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒，其平均粒径为450nm。纤维素纤维的长度为10μm。纤维素纤维为甲基纤维素。聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为5μm。
测试以上吸水剂对水的吸收能力，计算其含水率及吸水平衡后的压缩强度，结果如表1所示。结果表明，以上吸水剂具有良好的吸水性能，且弹性较好。
表1 不同吸水剂的性能测试结果
实施例 含水率(％) 压缩强度(MPa)
实施例1 99.2％ 85
实施例2 99.0％ 90
实施例3 98.1％ 92
实施例4 99.5％ 93
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸水剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：大粒径吸水树脂20-30份、小粒径吸水树脂40-50份、无机纳米粒子1-5份、纤维素纤维10-15份、聚氨酯水凝胶颗粒10-20份；所述大粒径吸水树脂的粒径为1-3mm；所述小粒径吸水树脂的粒径为300-500μm；所述纤维素纤维的长度为5-10μm。
2.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述大粒径吸水树脂为聚丙烯酸吸水树脂，其呈球状。
3.根据权利要求2所述的吸水剂，其特征在于：所述聚丙烯酸吸水树脂采用反相悬浮法合成。
4.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述小粒径吸水树脂为乙烯醇和丙烯酸的共聚物，其中，乙烯醇占所述小粒径吸水树脂质量分数的20～30％，丙烯酸占所述小粒径吸水树脂质量分数的70～80％。
5.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述无机纳米粒子为二氧化硅纳米颗粒。
6.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述无机纳米粒子的粒径为100-500nm。
7.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述纤维素纤维为甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素纤维中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述聚氨酯水凝胶颗粒的粒径为5-10μm。
9.根据权利要求1所述的吸水剂，其特征在于：所述聚氨酯水凝胶颗粒中包括聚氨酯脲聚合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的吸水剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：大粒径吸水树脂25-30份、小粒径吸水树脂40-45份、无机纳米粒子3-5份、纤维素纤维10-15份、聚氨酯水凝胶颗粒15-20份。
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