CN1786040A - 球状吸水树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球状吸水树脂的制备方法，在常温常压下，由60Co－γ射线辐射反相悬浮聚合而成。其特征是用水相：丙烯酸、碱液、共聚单体、交联剂和油相：斯盘80、单甘酯、分散剂配制成反相悬浮液，然后把反相悬浮液盛装到容器中，反相悬浮液相对容器静止不动，置于辐照场中接受辐照，不需要反应釜，在剂量为0.05～2kGy/h，剂量为0.5～0.2×102kGy的条件下，反应完毕分离出油相，干燥后即得球状吸水树脂，该球状吸水树脂外观呈球形，粒径均匀，不易碎，吸水渗透性好。

Description

球状吸水树脂的制备方法
技术领域
本发明属于吸水树脂的制备方法。
背景技术
专利文献CN02123911.8“一种高吸水树脂的制备方法”、CN 200310107773.1“微波辐射纤维素基高吸水树脂合成方法”、CN 200410101888.4“一种波聚合制备高吸水树脂的方法”及CN 200410101887.x“一种波聚合制备淀粉接枝型高吸水树脂的方法”公开了采用微波辐射制备吸水树脂的方法，它们均采用微波辐射引发，聚合方法采用溶液聚合。专利文献CN 02114782.5“一种辐照法制备高吸水性树脂的方法”，公开了一种用丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、交联剂，在25～35℃温度下，用辐照剂量率为0.5～5KGy/h的钴60Co-γ射线辐照，得到吸水树脂的方法，该方法采用的是电离辐照溶液聚合法。以上制备吸水树脂的大致生产工艺为：将单体(一种或多种)与其他试剂配制成水溶液，通过引发剂(一种或多种)或电离辐射后进行引发聚合，生成块状凝胶，将块状凝胶剪切成小块后干燥，再粉碎分级而得吸水树脂。因为粉碎是在机械摩擦或冲击力作用下进行，致使树脂碎裂成不规则形状，产品存在粒径不一，易碎，不美观，吸水渗透性差等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种生产工艺简单，外观呈球形，粒径均匀、美观，强度好，吸水渗透性优异的球状吸水树脂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种球状吸水树脂的制备方法，其特征在于用水相：丙烯酸、碱、共聚单体、交联剂和油相：斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，或用水相：丙烯酸、碱、交联剂和油相：斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，在5～40℃及常压下，由60Co-γ射线辐射反相悬浮液，静置悬浮聚合，得分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，并干燥即得成品。
作为本发明的进一步改进，所述反相悬浮液各组分的重量百分比为：
主单体丙烯酸                      35～45％
碱                                8～25％
共聚单体                          0～10％
交联剂                            0.01～0.1％
斯盘80                          10～20％
单甘酯                          0.5～2％
分散介质                        20～35％
它的具体工艺步骤为：
(1)水相配制：按所述比例，将碱配成水溶液后，把丙烯酸中和至PH值6～7，加入共聚单体、交联剂并溶解，控制温度在20～60℃；
(2)油相配制：将斯盘80、单甘酯置于分散介质中，加热至60～65℃溶解；
(3)在乳化器内先加入油相，开动乳化器搅拌，然后往乳化器内加入水相，形成反相悬浮液；
(4)将悬浮液盛装至容器中，静置于辐照室内，反相悬浮液温度控制在5～40℃，压力为常压；
(5)在剂量率为0.05～2KGy/h，剂量为0.5～0.2×102kGy的条件下，由60Co-γ射线辐射聚合，反应完毕后即得分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相并干燥，即得产品。
所述共聚单体为具有一个或两个双键的可与丙烯酸共聚的单体。可为丙烯酰胺，甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯或醋酸乙烯。
所述交联剂为双乙烯基的活性单体、N，N，-甲叉双丙烯酰胺或聚乙二醇双(甲基)丙烯酸酯。
所述油相中分散介质为有机烃、动物油或植物油。所述有机烃为火油、汽油或环烷烃。
所述碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的任意一种。
本发明与现有技术相比，采用60Co-γ射线，反相悬浮引发聚合方法聚合，成品外观呈球形，粒径均匀、美观，强度好，不易碎，吸水渗透性优异。省掉了剪切成小块的工序，工艺简单，产品性能优异。在引发聚合时，盛装悬浮液的容器不需安装搅拌设备，悬浮液在接受辐照过程中，可以采用动态或者静态辐照，但悬浮液相对于盛装的容器是静止不动的，整个悬浮聚合过程采用静置聚合，不需要反应釜，使生产设备简单，成本低。聚合常温常压下进行，安全可靠。
具体实施方式
本发明的球状吸水树脂的制备方法，是用丙烯酸、碱、共聚单体、交联剂、斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，或用丙烯酸、碱、交联剂、斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，在5～40℃及常压下，由60Co-γ射线辐射反相悬浮液，静置悬浮聚合，分离出油相并干燥，即得成品。
实施例1
称取丙烯酸15公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，缓慢加入27％的氨水(其中碱即NH3含量为3.25公斤)，使中和温度控制在20℃，此时PH＝6～7，然后加入丙烯酰胺2.5公斤，交联剂N，N，-甲叉双丙烯酰胺0.005公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入分散介质火油13.5公斤，斯盘80，6公斤，单甘酯0.3公斤，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入至油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装到容器中后，反相悬浮液温度控制在5℃，置于60Co-γ射线场中，剂量率为0.05KGy/h，剂量为2KGy，，无需搅拌，静置于辐照场内，接受辐射静置聚合，反应完毕得到球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
实施例2
称取丙烯酸25公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，将氢氧化钾15.5公斤配置成30％的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，使中和温度控制在20℃，此时PH＝6～7，然后加入甲基丙烯酸2.5公斤，聚乙二醇双(甲基)丙烯酸酯0.05公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入汽油15.5公斤，斯盘80，9.5公斤，单甘酯0.6公斤，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入至油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装到容器中后，置于60Co-γ射线场中，剂量率为0.05KGy/h，剂量为3KGy，反相悬浮液温度控制在30℃，接受辐射静置聚合，反应完毕得到分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
实施例3
称取丙烯酸26.25公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，将氢氧化钠10.5公斤配置成20.7％的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，使中和温度控制在50℃，此时PH＝6～7，然后加入丙烯酸丁酯1.5公斤，N，N，-甲叉双丙烯酰胺0.025公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入火油20.5公斤，斯盘80，9.5公斤，单甘酯0.25公斤，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装到容器中后，置于60Co-γ射线场中，剂量率为为1KGy/h，剂量为3kGy，反相悬浮液温度控制在10℃，接受辐射静置聚合，反应完毕得到分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
实施例4
称取丙烯酸15公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，将氢氧化钠6.0公斤配置成20.7％的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，使中和温度控制在60℃，此时PH＝6～7，然后加入醋酸乙烯2公斤，N，N，-甲叉双丙烯酰胺0.025公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入火油7.8公斤，斯盘80，7公斤，单甘酯0.75公斤，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装容器中后，置于60Co-γ射线场中，剂量率为为1KGy/h，剂量为20kGy，反相悬浮液温度控制在40℃，接受辐射静置聚合，反应完毕得到分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
实施例5
称取丙烯酸18.5公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，将氢氧化钠7.2公斤配置成20.7％的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，使中和温度控制在25℃，此时PH＝6～7，然后加入醋酸乙烯3.5公斤，N，N，-甲叉双丙烯酰胺0.05公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入环己烷，13公斤，斯盘80，10公斤，单甘酯0.6公斤，，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装到容器中后，置于60Co-γ射线场中，剂量率为2KGy/h，剂量为10kGy，反相悬浮液温度控制在15℃，接受辐射静置聚合，反应完毕得到分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
本发明方法制备的球状吸水树脂外形为球状，具有美观、粒径均匀、吸水渗透性好的特点，其性能见下表：
实施例6
称取丙烯酸12公斤，加入带有夹套和搅拌器的不锈钢中和釜内，夹套充循环水，将氢氧化钠5.0公斤配置成20.7％的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，使中和温度控制在35℃，此时PH＝6～7，N，N，-甲叉双丙烯酰胺0.025公斤，搅拌溶解后为水相。
开动剪切乳化搅拌器，往其中加入火油10公斤，斯盘80，4公斤，单甘酯0.5公斤，搅拌混合加热至60～65℃溶解，然后将水相加入油相，搅拌1～2小时后即得反相悬浮液。把反相悬浮液盛装容器中后，置于60Co-γ射线场中，剂量率为为1KGy/h，剂量为20kGy，反相悬浮液温度控制在20℃，接受辐射静置聚合，反应完毕得到分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，于红外干燥器中干燥后即得产品。
吸水倍数：指吸水树脂吸收液体达到饱和时的吸液量，测量方法：N＝(W1-W0)/W0×100％，单位g/g。其中：N为吸水倍数，W1指吸液后的重量，W0指吸液前树脂重量。
吸液速率则用吸水树脂吸液达到饱和或接近饱和(90％)所需的时间表示，单位min(分钟)
目径：采用标准筛计。
盛装反相悬浮液的容器不需安装搅拌设备，反相悬浮液在接受辐照过程中，可以采用动态或者静态辐照，但反相悬浮液相对于盛装的容器是静止不动的，不需要采用反应釜。

Claims (9)

1、一种球状吸水树脂的制备方法，其特征在于用水相：丙烯酸、碱、共聚单体、交联剂和油相：斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，或用水相：丙烯酸、碱、交联剂和油相：斯盘80、单甘酯、分散介质配制成反相悬浮液，在5～40℃及常压下，由60Co-γ射线辐射反相悬浮液，静置悬浮聚合，得分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相，并干燥即得成品。
2、根据权利要求1所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述反相悬浮液各组分的重量百分比为：
          主单体丙烯酸             35～45％
          碱                       8～25％
          共聚单体                 0～10％
          交联剂                   0.01～0.1％
          斯盘80                   10～20％
          单甘酯                   0.5～2％
          分散介质                 20～35％。
3、根据权利要求2所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于它的具体工艺步骤为：
(1)水相配制：按所述比例，将碱配成水溶液后，把丙烯酸中和至PH值6～7，加入共聚单体、交联剂并溶解，控制温度在20～60℃；
(2)油相配制：将斯盘80、单甘酯置于分散介质中，加热至60～65℃溶解；
(3)在乳化器内先加入油相，开动乳化器搅拌，然后往乳化器内加入水相，形成反相悬浮液；
(4)将反相悬浮液盛装至容器中，静置于辐照室内，反相悬浮液温度控制在5～40℃，压力为常压；
(5)在剂量率为0.05～2KGy/h，剂量为0.5～0.2×102kGy的条件下，由60Co-γ射线辐射聚合，反应完毕后即得分散在油相中的球状吸水树脂，分离出油相并干燥，即得产品。
4、根据权利要求1或2或3所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述共聚单体为具有一个或两个双键的可与丙烯酸共聚的单体。
5、根据权利要求4所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述共聚单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯或醋酸乙烯。
6、根据权利要求1或2或3所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述交联剂为双乙烯基的活性单体、N，N，-甲叉双丙烯酰胺或聚乙二醇双(甲基)丙烯酸酯。
7、根据权利要求1或2或3所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述油相中的分散介质为有机烃、动物油或植物油。
8、根据权利要求7所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述有机烃为火油、汽油或环烷烃。
9、根据权利要求1或2或3所述的球状吸水树脂的制备方法，其特征在于所述碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的任意一种。
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