CN103254335A - 采用复合碱液制备聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用复合碱液制备聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的方法，该方法通过强碱、碱金属碳酸盐、铵类碳酸盐和浓氨水为溶质在水中混合而成配制一种复合碱液，与丙烯酸单体进行中和反应，在不需要任何介质冷却的前提下，可使中和反应在很短的时间内完成，并保证中和液的温度永远不会高于45℃，一般可控制在40℃以下。它的最大特点是：省去了常规工艺所必需的冷却循环系统，这样不仅减少了设备投资，节约了生产成本，更重要的是简化了生产操作，稳定了工艺参数，为连续安全生产和保证产品质量奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及吸水树脂领域，具体涉及一种复合碱液及聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备。
背景技术
高吸水性树脂（SAP）是一种具有独特吸水能力的高分子功能材料，可以吸收自身重量数十至千倍的水分。由于在医疗卫生、农林园艺、沙漠治理和工业等方面具有广泛的应用前景，近十多年来无论在其合成还是运用方面得到了迅速的发展。
高吸水性树脂的种类很多，所用原料及工艺方法也各不相同。主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧乙烷类、淀粉接枝共聚物类等，此外，还有与橡胶共混的复合性吸水材料。在上述各种类型中，研究开发较多的为聚丙烯酸酯（盐）类。该类产品以丙烯酸和氢氧化钠为主要原料，以中和、聚合、干燥、粉碎、后处理、筛选、包装等工序而制得。由于工艺较为简单，易于操作，制得的树脂吸水率高，生产成本较低，因此发展非常迅速。
在聚丙烯酸盐类高吸水性树脂制造过程中，中和是必不可少的第一道工序。常规的中和工艺是将氢氧化钠溶于水中配成一定浓度的碱液后，滴加到丙烯酸中进行中和，或是将丙烯酸滴加到配好的碱液中进行中和。由于氢氧化钠和丙烯酸的中和反应属于剧烈的放热反应，所以中和反应釜必须设计成内排管外夹套式的双重冷却结构，排管和夹套内必须有足够的冷却水进行强制循环，以保证中和反应在较低温度下完成。这样生产过程必须配备一整套完善的冷却循环系统，除了循环泵、管道、阀门等必备设施外，大多数生产企业为了达到快速制冷、快速配料以及节约用水的目的，需要增加制冷机组、冷却塔、贮水箱等一系列设备以及相配套的管路附件、电控系统等。这一套冷却循环系统，不仅运行成本高，而且一旦出现故障，易导致料液因温度过高而影响产品质量，有时甚至整釜物料报废，造成很大的经济损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种采用复合碱液制备聚丙烯酸盐类高吸水树脂的方法。具体技术方案如下：
一种聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，制备过程包括丙烯酸的中和工序、聚合工序、干燥工序，在中和工序中，不采用任何其他冷却介质，通过复合碱液与丙烯酸单体进行中和反应。
进一步的，所述复合碱液由强碱类、碱金属碳酸盐类、铵类碳酸盐和浓氨水类中的两种或两种以上物质为溶质在水中混合而成。
进一步的，所述强碱类包括氢氧化钾、氢氧化钠；所述碱金属碳酸盐类包括碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠；所述铵类碳酸盐及浓氨水类包括碳酸铵、碳酸氢铵以及浓氨水。
进一步的，所述复合碱液为强碱类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少二种进行混合。
进一步的，所述复合碱液为碱金属碳酸盐类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少一种混合。
进一步的，所述复合碱液为强碱类中的一种、碱金属碳酸盐类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少二种进行混合。
进一步的，所述复合碱液配制过程中，所述2种或2种以上溶质加水溶解时，每种溶质占总溶质的质量百分比的5-80%。
进一步的，所述复合碱液配制过程中，所述2种或2种以上溶质加水溶解时，每种溶质占总溶质的质量百分比的10-70%。
进一步的，所述复合碱液溶质的质量分数为10-70%。
进一步的，所述复合碱液溶质的质量分数为20-60%。
本发明以复合碱液作为中和剂，该复合碱液与丙烯酸进行中和时，在不需要任何介质冷却的前提下，可使中和反应在很短的时间内完成，并保证中和液的温度永远不会高于45℃，一般可控制在40℃以下。它的最大特点是：省去了常规工艺所必需的冷却循环系统，这样不仅减少了设备投资，节约了生产成本，更重要的是简化了生产操作，稳定了工艺参数，为连续安全生产和保证产品质量奠定了基础。
说明书附图
图1 聚丙烯酸盐类高吸水性树脂制备工艺。
具体实施方式
实施例中均采用图1所示的聚丙烯酸盐类高吸水树脂的制备工艺进行，但并不局限于本工艺。
实施例1
采用如下复合碱液进行中和反应（按质量分数计）：
氢氧化钾10%，碳酸钾20%，碳酸铵18%、浓氨水10%，中和反应过程中，不采用任何其他冷却介质，中和液的温度一直保持在35℃以下。
实施例2
采用如下复合碱液进行中和反应（按质量分数计）：
氢氧化钠20%，碳酸氢铵10%，浓氨水35%，中和反应过程中，不采用任何其他冷却介质，中和液的温度一直保持在37℃以下。
实施例3
采用如下复合碱液进行中和反应（按质量分数计）：
碳酸钠15%，碳酸铵20%，碳酸氢铵30%，中和反应过程中，不采用任何其他冷却介质，中和液的温度一直保持在32℃以下。
实施例4
采用如下复合碱液进行中和反应（按质量分数计）：
氢氧化钠15%，碳酸铵20%，碳酸氢铵25%，中和反应过程中，不采用任何其他冷却介质，中和液的温度一直保持在34℃以下。
Claims (10)
1.一种聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的制备方法，制备过程包括丙烯酸的中和工序、聚合工序、干燥工序，其特征在于：在中和工序中，不采用任何冷却介质，通过复合碱液与丙烯酸单体进行中和反应。
2.一种权利要求1所述的用于聚丙烯酸盐类高吸水性树脂制备的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液由强碱类、碱金属碳酸盐类、铵类碳酸盐和浓氨水类中的两种或两种以上物质为溶质在水中混合而成。
3.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述强碱类包括氢氧化钾、氢氧化钠；所述碱金属碳酸盐类包括碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠；所述铵类碳酸盐及浓氨水类包括碳酸铵、碳酸氢铵以及浓氨水。
4.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液为强碱类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少二种进行混合。
5.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液为碱金属碳酸盐类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少一种混合。
6.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液为强碱类中的一种、碱金属碳酸盐类中的一种与铵类碳酸盐和浓氨水类中的至少二种进行混合。
7.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液配制过程中，所述2种或2种以上溶质加水溶解时，每种溶质占总溶质的质量百分比的1-80%。
8.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液配制过程中，所述2种或2种以上溶质加水溶解时，每种溶质占总溶质的质量百分比的10-70%。
9.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液溶质的质量分数为10-70%。
10.根据权利要求书2所述的复合碱液，其特征在于：所述复合碱液溶质的质量分数为20-60%。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10760184B2 (en) | 2016-03-24 | 2020-09-01 | Lg Chem, Ltd. | Preparation method of superabsorbent polymer fiber |
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| CN1165152A (zh) * | 1997-04-22 | 1997-11-19 | 梅秀泉 | 一种聚丙烯酸盐类高吸水树脂 |
| CN1296981A (zh) * | 1999-11-19 | 2001-05-30 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 交联聚丙烯酸钠的合成方法 |
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