CN103601842A - 聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，包括以下步骤：首先将丙烯酸单体溶液用氢氧化钠碱液中和至PH值为6-7，加入丙烯酰胺，氧化剂和交联剂，搅拌溶解，得水相；在油脂类溶液中加入分散剂搅拌均匀并升温至85℃-90℃，得油相；然后将水相加入到油相中，进行悬浮聚合；聚合完毕后经滤油、洗涤、烘干并过筛，得珠状吸水树脂。本发明提供的制备方法，不存在溶剂回收问题，通过改变油相的成分，无需搅拌，利用水相在油相中的表面张力来决定粒径的大小，从而实现不同粒径产品的聚合，所得产品粒径均匀，大小可控，而且粒径可达10mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸水树脂的制备方法，具体涉及一种聚丙烯酸类吸水树脂的制备方法。
背景技术
高吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种新型功能高分子材料。有许多独特的性能，不仅具有吸收自身重量几百倍甚至上千倍水的能力，且吸水速度快，保水性能好，膨胀力大，凝胶化力大，增稠增黏性强。由于大分子的交联结构，即使加压也很难把水分离出来，并且具有弹性。因此，在医疗卫生、工农业生产、土木建筑、食品工业、污水治理等各个领域都有广泛应用。
目前聚丙烯酸类吸水树脂的合成方法主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法。水溶液聚合法流程短、操作简单、成本低，但产品一般须进行粉碎后处理，得不到规整的珠状颗粒；传统反相悬浮聚合法需要通过机械搅拌防止单体凝聚，得到的产品也存在粒径小、不均匀、大小不可控的问题，而且存在溶剂回收的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，通过改变有机相的成分，不用搅拌，利用水相在介质中的表面张力来决定粒径的大小，从而实现不同粒径产品的聚合。
所述聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，它包括以下步骤：
一、水相配制：将丙烯酸单体溶液用氢氧化钠碱液中和至PH值为6-7，冷却至25℃-30℃后，加入丙烯酰胺，氧化剂和交联剂，搅拌溶解至水溶液清澈透明，温度调至10℃-15℃，得水相备用；所述丙烯酰胺用量为丙烯酸单体质量的100%-350%，所述氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，用量为丙烯酸单体质量的0.10%-0.29%，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为丙烯酸单体质量的0.04%-0.10%；
二、油相配制：在油脂类溶液中加入分散剂搅拌均匀，得油相备用；所述油脂类溶液为比重大于0.5g/cm3的白油、植物油、动物油中的任一种或其混合溶液，所述分散剂为硬脂酸、蔗糖脂肪酸盐中的任一种，用量为油脂类溶液质量的0-5%；
三、悬浮聚合：油相加热升温至85℃-90℃，将配制好的水相加入到油相中，进行悬浮聚合；
四、聚合完毕后经滤油、洗涤、烘干并过筛，得到白色的珠状吸水树脂。
在水相中加入水溶性的颜料，继续完成与油相的聚合，即得彩色的珠状吸水树脂。
本发明提供的聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，其有益效果在于，不存在溶剂回收问题，通过改变油相的成分，无需搅拌，利用水相在油相中的表面张力来决定粒径的大小，从而实现不同粒径产品的聚合，所得产品粒径均匀，大小可控，而且粒径可达10mm。
具体实施方式
下面结合九个实施例，对本发明提供的聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法进行详细的说明。
实施例1：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至30℃，然后称取30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为42%的聚合溶液，加入0.009克过硫酸铵，加入0.0072克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至10℃；
二、称取25克蔗糖脂肪酸钙、25千克白油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至86℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合造粒，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为0.45mm的珍珠状吸水树脂。
实施例2：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至29℃，然后称取30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为42%的水溶液，加入0.012克过硫酸钾，0.009克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至11℃；
二、称取20克蔗糖脂肪酸钠、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至88℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合造粒，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中100℃温度下烘干并过筛，得粒径为0.50mm的珍珠状吸水树脂。
实施例3：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至28℃，然后称取27克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为39%的水溶液，加入0.016克过硫酸铵，0.0054克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.15克颜料，将体系混合均匀，调温至12℃；
二、称取15克硬脂酸、25千克动物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至85℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合造粒，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中95℃温度下烘干并过筛，得粒径为0.8mm 的彩色珍珠状吸水树脂。
实施例4：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH值为6，冷却至27℃，然后称取18克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为30%的水溶液，加入0.009克过硫酸钾，0.0072克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至14℃；
二、称取5克硬脂酸、25千克白油、植物油、动物油的混合油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至86℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合造粒，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为1.6mm 的珍珠状吸水树脂。
实施例5：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至26℃，然后称取30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为42%的水溶液，加入0.018克过硫酸铵，0.009克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至15℃；
二、称取0.5克蔗糖脂肪酸铵、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至86℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为2.5mm 的珍珠状吸水树脂。
实施例6：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至25℃，然后称取20克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为32%的丙烯酰胺水溶液，加入0.009克过硫酸铵，0.0072克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.3克颜料，将体系混合均匀，调温至13℃；
二、称取0.3克蔗糖脂肪酸钾、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至86℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为3.0mm的彩色珍珠状吸水树脂。
实施例7：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至30℃，然后称取30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为42%的丙烯酰胺水溶液，加入0.009克过硫酸铵，0.0081克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至10℃；
二、称取0.2克蔗糖脂肪酸钙、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至88℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为4.0mm 的珍珠状吸水树脂。
实施例8：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至27℃，然后称取25克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为37%的丙烯酰胺水溶液，加入0.0135克过硫酸铵，0.0072克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至14℃；
二、称取0.1克蔗糖脂肪酸钙、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至86℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为5.0mm的珍珠状吸水树脂。
实施例9：
一、称取9克丙烯酸，用蒸馏水配制成质量浓度为18%的水溶液，称取5克氢氧化钠，用蒸馏水配制成质量浓度为25%的水溶液，将氢氧化钠溶液滴加到丙烯酸溶液中进行中和，调整PH至6，冷却至30℃，然后称取30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成质量含量为42%的丙烯酰胺水溶液，加入0.009克过硫酸铵，0.0081克N,N-亚甲基双丙烯酰胺，将体系混合均匀，调温至10℃；
二、称取0.05克蔗糖脂肪酸钙、25千克植物油，混合均匀，加入聚合釜中，开启蒸汽阀门加热，升温至89℃；
三、将水相加入到油相中，进行悬浮聚合，聚合完毕后将聚合釜出料阀门打开，将珠状吸水树脂放入滤油器中将油滤干，用洗涤油将树脂洗涤干净，将产品放入烘箱中105℃温度下烘干并过筛，得粒径为10.0mm 的珠状吸水树脂。
Claims (2)
1.一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
一、水相配制：将丙烯酸单体溶液用氢氧化钠碱液中和至PH值为6-7，冷却至25℃-30℃后，加入丙烯酰胺，氧化剂和交联剂，搅拌溶解至水溶液清澈透明，温度调至10℃-15℃，得水相备用；所述丙烯酰胺用量为丙烯酸单体质量的100%-350%，所述氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，用量为丙烯酸单体质量的0.10%-0.29%，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为丙烯酸单体质量的0.04%-0.10%；
二、油相配制：在油脂类溶液中加入分散剂搅拌均匀，得油相备用；所述油脂类溶液为比重大于0.5g/cm3的白油、植物油、动物油中的任一种或其混合溶液，所述分散剂为硬脂酸、蔗糖脂肪酸盐中的任一种，用量为油脂类溶液质量的0-5%；
三、悬浮聚合：油相加热升温至85℃-90℃，将配制好的水相加入到油相中，进行悬浮聚合；
四、聚合完毕后经滤油、洗涤、烘干并过筛，得到白色的珠状吸水树脂。
2.根据权利要求1所述聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，其特征在于：在水相中加入水溶性的颜料，继续完成与油相的聚合，即得彩色的珠状吸水树脂。
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