CN103450388A

CN103450388A - 一种吸收快的高吸水性树脂的制备方法

Info

Publication number: CN103450388A
Application number: CN2013104186626A
Authority: CN
Inventors: 王成; 马国林; 金丰富; 阮玉林; 熊健
Original assignee: ZHEJIANG SATELLITE PETRO CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Zhejiang satellite Mstar Technology Ltd
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: CN103450388B

Abstract

本发明公开了一种吸收快的高吸水性树脂的制备方法。该产品是一种颗粒或粉状，可吸收水溶液、尿液或血液。其制备方法至少包括下列下步骤：(1)使精丙烯酸和水溶液在聚合釜中聚合；(2)聚合反应后生成水凝胶连续进入破碎机并进行绞碎和造粒的步骤，绞碎助剂为液碱；(3)以温度120-180℃干燥、粉碎和筛选；(4)连续表面交联剂涂覆和加热表面处理。通过上述的工艺制备的高吸水性树脂可溶物少、残留单体低，吸收速度快。将本发明制得树脂根据不同要求加入其它助剂后，可适用于卫生用品。

Description

一种吸收快的高吸水性树脂的制备方法

技术领域

本发明是涉及一种树脂的制备方法，尤其涉及一种吸收快的高吸水性树脂的制备方法，并将其应用于制造卫生用品。

背景技术

高吸水性树脂具有强大的吸水能力，可吸收百倍甚至于千倍于本身重量的水，且吸收后不会流出，加压下也不会渗漏。广泛运用于农业上的土壤保水剂、卫生用品以及保存食物用的保鲜应用等。

高吸水性树脂的方法有多种已应于工业界的生产，其聚合方法有铸膜聚合反应(日本专利昭48(1973)-42,466)，于输送带上进行聚合反应(日本专利昭58(1983)-49,714)，连续捏合机中进行的聚合反应(日本专利昭57(1982)-34,101)，进行反相悬浮聚合的反应(日本专利昭59(1984)-37,003)。

铸膜聚合反应不能连续化生产，产量低；而连续捏合机反应能连续化生产，但单套产能低；反相悬浮反应成本高且产量低；本发明的釜式反应器操作先聚合再中和(如果先中和，降温太低容易析出)，反应温度低(分子量大，分子量大产品的各种性能都会提升)，反应时间长(残留单体低)，通过多套釜，就可以解决连续化生产。

发明内容

本发明目的是提供一种可快速吸收水、尿和血的高吸水性树脂的制造方法，其聚合反应温度低，除了三废排放少处，还提高了产品的质量。

本发明吸收快的高吸水性树脂的制备方法为：

1、使精丙烯酸的水溶液与交联剂和聚合引发剂在聚合反应器中聚合并生成水凝胶；

2、聚合反应后生成水凝胶连续进入破碎机并进行绞碎和造粒，绞碎助剂为48wt％以上的液碱；

3、以温度120-180℃干燥(含水量5-7wt％的干燥颗粒)、粉碎和筛选；

4、连续加入表面交联剂涂覆和加热表面处理。

所述的制备方法，凝胶破碎后的粒径为2-10mm。

所述的制备方法，液碱由离子膜法制得；

所述的制备方法，交联剂为N,N’-次甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙胺和季戊四醇四丙烯酸酯等一种或几种，用量在0.1wt％到1wt％。

所述的制备方法，其聚合引发剂为氧化还原型引发剂。过硫酸盐(过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵一种)与亚硫酸氢钠氧化还原引发体系或过氧化氢与硫酸亚铁氧化还原引发剂体系。其中氧化剂和还原剂质量比为1：1。

所述的制备方法，其聚合反应的温度为-10-60℃，优选-5-10℃。

所述的制备方法，其聚合反应时间为100-360分钟。

所述的制备方法，采用连续聚合反应器，如：釜式反应器。

所述的制备方法，经筛选后的粉径分布范围为0.015mm到0.08mm之间。

所述的制备方法，表面交联剂为多元醇(如：丙二醇、丙三醇和1，4-丁二醇和二乙二醇、乙二醇二缩水甘油醚等)，用量0.1-1wt％。

所制得的高吸水性树脂，根据不同的需求，加入一种或多种助剂如：增香剂、防粘剂、除臭剂、抗菌剂和防腐剂等，而制成卫生产品。

本发明是通过如下的技术方法得已实现的。20wt％到40wt％精丙烯酸单体水溶液加入-5-60℃釜式反应器(通冷冻水控制釜温)，加入交联剂和聚合引发剂。反应好的水凝胶用绞碎机制成3-10mm颗粒，绞碎助剂为液碱。再进入干燥机中干燥，干燥温度120-180℃，干燥时间为0.5-1小时。干燥好的物料进行破碎、筛选，再进行表面包覆交联处理。筛分的粒径范围0.015mm到0.08mm。加入0.1wt％至1wt％表面交联剂，还需加入表面交联剂用量2-5倍的水，于120-200℃，处理时间12-120分钟。

本发明的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，生产工艺简单，产品性能好，尤其是吸收速度快、低温反应、残留单体低，基本无三废排放。利用本发明的高吸水性树脂，可制成卫生产品。

附图说明

图1是本发明釜式反应器一实施例的示意图。

具体实施方式

本发明如下实施制取的各种高吸水性树脂，均采用釜式反应器。如图1所示，其包括本体1，夹套2和出料阀3，出料阀设于本体底部，夹套设于本体外。夹套2包括流体入口21和流体出口22。另有进料管11、放空管12和进料管13设于本体上部。本实施例的反应器至少可耐2Mpa的压力，反应器内部是搪瓷或涂聚四氟乙烯。

实例一

a)用泵将精丙烯酸(浙江卫星丙烯酸)1000Kg和去离子水2300Kg加入反应器，接通冷冻水将釜内温度降低至-5℃。

b)然后用泵将10wt％的N,N’-次甲基双丙烯酰胺20Kg和聚合引发剂量10wt％的过氧化氢50Kg和10wt％的亚硫酸铁50Kg加入反应器。

c)物料在反应器里反应120分钟。然后开打底部阀门，并将釜内压力升高到1Mpa。物料形成的凝胶从釜内缓慢压出。

d)从反应器里连续出来的凝胶进入破碎机，并加入48％的氢氧化钠水溶液(离子膜法)866kg，制成2-10mm左右的颗粒。

e)上述颗粒进入连续循环热风带式干燥机或转筒干燥机，温度控制170℃，风速2m／t。物料走完干燥机40分钟，并在最后一节干燥机处冷却到70℃，得到含水量5-7wt％的干燥颗粒。

f)上述颗粒连续进入粉碎机，粉碎后，用标准筛分筛出0.015-0.8mm的树脂。

g)上述筛选好的树脂颗粒以3600Kg／小时和水、丙二醇和乙二醇二缩水甘油醚，流量为82.8Kg/小时，以重量比1.9：0.3：0.1比例加入。在130℃反应60分钟，冷却到80℃，雾化喷入180Kg／小时水。得高性能的高吸水性树脂产品。

实例二

a)用泵将精丙烯酸1000Kg和去离子水2300Kg加入反应器，接通冷冻水将釜内温度降低至20℃。

b)然后用泵将10wt％的N,N’-次甲基双丙烯酰胺20K g和聚合引发剂量10wt％的过硫酸钠50Kg和10wt％的亚硫酸氢钠50Kg加入反应器。

d)从反应器里连续出来的凝胶进入破碎机，并加入48％的氢氧化钠水溶液866kg，制成2-10mm左右的颗粒。

e)上述颗粒进入连续循环热风带式干燥机，温度控制170℃，风速2m／t。物料走完干燥机40分钟，并在最后一节干燥机处冷却到70℃，得到含水量5-7wt％的干燥颗粒。

g)上述筛选好的树脂颗粒以3600Kg／小时和水、丙二醇和乙二醇二缩水甘油醚，流量为82.8Kg/小时，以重量比1.9：0.3：0.1比例加入。在130℃反应60分钟，冷却到80℃，雾化喷入180Kg/小时水。得高性能的高吸水性树脂产品。

实例三

b)然后用泵将10wt％的N,N’-次甲基双丙烯酰胺20Kg和聚合引发剂量10wt％的过硫酸钠50Kg和10wt％的亚硫酸氢钠50Kg加入反应器。

e)上述颗粒进入连续循环热风带式干燥机，温度控制170℃，风速2m/t。物料走完干燥机40分钟，并在最后一节干燥机处冷却到70℃，得到含水量5-7wt％的干燥颗粒。

g)上述筛选好的树脂颗粒以3600Kg／小时和水、丙二醇和乙二醇二缩水甘油醚，流量为82.8Kg／小时，以重量比1.9：0.3：0.1比例加入。在130℃反应60分钟，冷却到80℃，雾化喷入180Kg／小时水。得高性能的高吸水性树脂产品。

性能检测是按照ISO17190一2001标准。

表1

检测名称	实例一	实例二	实例三
				2kPa吸液率(g/g)	30	28	28
常压吸液率(g/g)	62	60	59
				保水率(g／g)	40	38	38.5
吸液速度(秒)	23	30	31
				残留单体(ppm)	20	30	40
吸水率(g/g)	400	380	370
				抗粘性	优	良	优
可溶物(％)	5	6	6

Claims

1.一种吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

使精丙烯酸的水溶液与交联剂和聚合引发剂在聚合反应器中聚合并生成水凝胶，然后将生成水凝胶连续进入破碎机，以48wt％以上的液碱为助剂进行绞碎和造粒，以温度120-180℃进行干燥、粉碎和筛选，最后连续加入表面交联剂涂覆和表面加热处理制得。

2.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的交联剂为N,N’-次甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙胺和季戊四醇四丙烯酸酯一种或几种，用量在0.1wt％到1wt％。

3.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的聚合引发剂由过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵一种或几种与亚硫酸氢钠质量比为1：1组成或过氧化氢与硫酸亚铁按质量比为1：1组成。

4.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的聚合反应的温度为-10-60℃。

5.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的聚合反应的温度为-5-10℃。

6.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是在所述的聚合反应时间为100-360分钟。

7.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的聚合反应器为釜式反应器，包括本体、夹套和出料阀，所述的出料阀为为可拆卸封闭阀门，设于本体底部；所述的夹套设于所述的本体外，连通冷冻水；所述的反应器至少可耐2Mpa的压力，其内部是搪瓷或涂聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的筛选后的粉径分布在0.015mm到0.08mm之间。

9.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是所述的表面交联剂为多元醇。

10.根据权利要求1所述的吸收快的高吸水性树脂的制备方法，其特征是述的表面交联剂选自于丙二醇、丙三醇和1，4-丁二醇和二乙二醇、乙二醇二缩水甘油醚一种或几种，用量0.1-1wt％。