CN1087020C - 高吸水树脂的简易制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高吸水树脂的简易制造方法，包括中和、分散、聚合、干燥过程，其特征在于它将生产过程中反应物在反应釜中一步聚合成凝胶体的过程分成：初聚合，聚合并干燥两个步骤完成，不仅从根本上解决了严重粘釜、难于取出等难题，使大规模工业化生产得以实现，并简化、缩短了工艺流程，减少投资，降低能耗，提高生产效率，减轻劳动强度，并生产出吸水能力为600-2000g/g的吸水树脂，且吸水后的水凝胶不易脱水，能为当今社会提供更多、更好、更便宜的优质高吸水树脂。
Description
本发明涉及一种吸水树脂的制造方法，尤其是一种聚丙烯酸类高吸水树脂的制造方法，属于精细化工中功能高分子材料生产工艺技术领域。
现有技术中，生产高吸水树脂的方法大多采用一步集中共聚工艺。但用这种工艺生产出的聚合凝胶体严重粘釜，难于从反应釜中取出，且费时费力，能耗高，工艺繁杂，因此，无法形成工业化生产。否则，将增大投资，耗费更多的人力和财力，使生产成本加大，售价提高。为此，人们采用各种方法力图减少粘釜问题，如在反应釜内壁涂上防粘剂等，但都不能从根本上解决粘釜问题。中国专利公开了一种“丙烯酸盐吸水树脂制造方法及设备”(其申请号为：93118705.2)，该制造方法对丙烯酸类单体采用二步分散共聚方法，即首先对原料进行预处理，然后将预处理后的物料分装于小型聚合罐中，并预先在该罐中涂不粘剂，聚合后再从小型聚合罐中取出。该方法虽采用二步分散共聚的方法，但最终仍然要在聚合罐中进行聚合，而一旦聚合后还是会粘釜，因此，无论是在大型罐内聚合还是在小型罐内聚合，聚合后的凝胶体都难于从罐中取出，故现有技术仍不能从根本上解决这一难题。
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种能彻底解决粘釜且工艺极为简单的聚丙烯酸类高吸水树脂的生产方法。
本发明的技术方案是将生产过程中反应物在反应釜中一步聚合成凝胶体的过程分成：初聚合，完全聚合并干燥两个步骤完成。也就是在反应物尚未形成凝胶体之前将其从反应釜中放出，在干燥器内进一步完全聚合后再干燥，从而根除聚合凝胶体粘釜的问题。
本发明的具体工艺步骤是：
A，用氢氧化钠溶液中和丙烯酸至单体浓度为30-60wt％(重量浓度)，其中和度为60-90mol％(摩尔浓度)；
B，加入占单体量5-25wt％的淀粉作接枝共聚物，以便提高产品的吸水倍率；
C，再加入占单体中和物0.0005-20wt％的交联剂，和0.01-5wt％的引发剂，搅拌混合；
D，升温至25-45℃，搅拌30-100分钟，使物料分散并进行初聚合，当反应物初聚合至粘度为2000-3000mp.s，并形成均匀的具有流动性的半透明淤浆时，停止搅拌，放入容器中；
E，将上述装有初聚合物的容器置于干燥箱内，在40-80℃的温度下，进一步聚合1-4小时，使其形成凝胶状聚合体；
F，继续升温至130-230℃，干燥至聚合物水份低于5％时，得交联产品，破碎、包装即得吸水剂产品。
上述B步骤中，用作接枝共聚物的淀粉采用小麦、玉米、大米、木薯、马铃薯等粮食淀粉，或者椰子、珍珠等淀粉，淀粉的加入量过少，不能有效提高产品的吸水倍率，加入量过多，又影响产品质量，故加入量最佳为10-20％。
上述A-C过程中，应保证各组分完全均匀地分散到各个物相中，使初聚合过程充分完全，有利于下一步的聚合。所用的交联剂采用各种多元醇；所用的引发剂采用各种过硫酸盐、过氧化物、L-抗坏血酸、亚铁盐、亚硫酸盐。
上述D步骤中当反应物未聚合成半透明的淤浆，即粘度小于2000mp.s时就将其放出，将会影响下一步的聚合过程，从而影响产品的高吸水性能；当反应物完全聚合成无流动性的凝胶体时，将导致物料严重粘釜，使之难于从反应釜中取出，无法实现工业化生产。初聚合过程的温度过低，则无法实现聚合反应，过高则容易引起过聚合，因此最佳温度为30-40℃。所用容器为其上布满格槽的不锈钢盘，且格槽的长、宽、高最佳为5cm×5cm×2cm。
上述E步骤中，完全聚合过程的温度过低，则需要的时间太长，不利于提高生产率，过高则影响产品的吸水倍率，故最佳温度为50-70℃。
本发明所用原料均为市售产品。
本发明与现有技术相比具有下列优点和积极效果：由于将反应釜中一步聚合成凝胶体的过程分成：初聚合，完全聚合并干燥两个步骤完成，因此，不仅从根本上解决了严重粘釜、难于取出等难题，使大规模工业化生产得以实现，而且还省去了难度较大的切片过程及切片设备，同时还省略一级反应釜，缩短了工艺流程，减少设备投资，降低能耗，提高生产效率，减轻劳动强度，并生产出吸水能力为600-2000g/g的吸水树脂，且吸水后的水凝胶不易脱水，因此，本发明之工艺方法能为当今社会提供更多、更好、更便宜的优质高吸水树脂。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
在反应釜中加入240公斤丙烯酸、320公斤去离子水和110公斤氢氧化钠进行定量中和，冷至室温，加入40公斤玉米淀粉，不断搅拌均匀，加入0.8公斤过硫酸铵引发剂和0.01公斤甘油交联剂，升温至40℃，搅拌反应30分钟，当物料成为均匀的具有流动性的半透明淤浆，且粘度为2500mp.s时，停止搅拌，并将其放入其上布满5cm×5cm×2cm格槽的不锈钢干燥盘中，将多个盛有半透明淤浆的干燥盘同时置于干燥箱内，在50℃温度下聚合2小时，待完全聚合成凝胶体后，进一步升温至180℃进行干燥，当干燥到共聚物水份含量低于5％时取出，粉碎、筛分后包装得产品。
实施例2
在反应釜中加入240公斤丙烯酸、280公斤水、92公斤氢氧化钠进行定量中和，冷至室温，加入60公斤马铃薯淀粉，不断搅拌均匀，加入0.34公斤聚乙烯醇交联剂和1.5公斤引发剂过硫酸钾，继续搅拌均匀，在30℃温度下反应生成粘度为3000mp.s并具有流动性的半透明淤浆后，将其放入不锈钢干燥盘的格槽中，将多个盛有半透明淤浆的干燥盘同时置于干燥箱内，在70℃温度下聚合1小时，待完全聚合成凝胶体后，进一步升温至220℃进行干燥，当干燥到共聚物水份含量低于5％时取出，粉碎、筛分后包装得产品。
实施例3
在反应釜中加入240公斤丙烯酸，以及250公斤水和90公斤氢氧化钠进行定量中和，冷至室温，加入24公斤小麦淀粉，不断搅拌均匀，加入0.15公斤聚乙烯二醇交联剂和1.2公斤引发剂过硫酸钾，继续搅拌均匀，在35℃温度下反应生成粘度为2000mp.s并具有流动性的半透明淤浆后，将其放入不锈钢干燥盘的格槽中，将多个盛有半透明淤浆的干燥盘同时置于干燥箱内，在60℃温度下聚合2小时，待完全聚合成凝胶体后，进一步升温至180℃进行干燥，当干燥到共聚物水份含量低于5％时取出，粉碎、筛分后包装得产品。
Claims (5)
1、一种高吸水树脂的简易制造方法，包括：
A、用氢氧化钠溶液中和丙烯酸至单体浓度为30-60wt％，其中和度为60-90mol％；
B、加入占单体量5-25wt％的淀粉作接枝共聚物，以便提高产品的吸水倍率；
C、再加入占单体中和物0.0005-20wt％的交联剂以及0.01-5wt％的引发剂，搅拌混均；
其特征在于：
D、升温至25-45℃，搅拌30-100分钟，使物料分散并进行初聚合，当反应物初聚合至粘度为2000-3000mp.s，并形成均匀的具有流动性的半透明淤浆时，停止搅拌，放入容器中；
E、将上述装有初聚合物的容器置于干燥箱内，在40-80℃的温度下，进一步聚合1-4小时，使之形成凝胶状聚合体；
F、继续升温至130-230℃，干燥至聚合物水份低于5％时，得交联产品，破碎、包装即得吸水剂产品。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述B步骤中，用作接枝共聚物的淀粉采用选自小麦、玉米、大米、木薯或马铃薯的粮食淀粉，或者采用椰子或珍珠淀粉，且加入量为单体量的10-20wt％。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述C过程中，采用的交联剂为各种多元醇，引发剂采用各种过硫酸盐、过氧化物、L-抗坏血酸、亚铁盐或亚硫酸盐。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述容器为其上布满格槽的不锈钢盘，且格槽的长、宽、高为5cm×5cm×2cm。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于初聚合过程的温度为30-40℃，完全聚合过程的温度为50-70℃。
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| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |