专利名称：高吸水保水性树脂制备方法
高吸水保水性树脂的制备方法，是一种高分子树脂，特别是具有吸水性的树脂的生产制作工艺方法。
已有的吸水保水性树脂的制备方法，大都采用液相均相系的合成方法，如溶液合成法，还有非均相系的合成方法，如悬浮合成法和反相悬浮合成法。这些方法都是将丙烯酸用碱液中和，一般调制PH值在6-8；在液体中的中和液加入引发剂进行聚合反应，形成水溶性的吸水材料，反应都在外加的悬浮液、乳化液等液体中进行，有的还需要分散剂，反应时间比较长，一般都在4-5个小时，而且是聚合后再加交联剂进行交联反应，形成不溶于水的树脂，树脂与水性液体混在一起。这还要经过排除水份的干燥过程，工艺过程比较复杂，需要离心脱水设备和干燥设备。排除水份干燥过程要消耗大量的能量。
本发明的目的是提供一种生产流程比较短、步骤比较简单、降低能耗的高吸水保水性树脂的制备方法。
本发明的目的是通过以下的方法实现的，将丙烯酸用碱液中和，一般调制PH值在6-8；加交联剂混合后再加入引发剂进行聚合、交联反应，利用中和热、聚合热直接将水份干燥；经粉碎后制成颗粒状的吸水保水的树脂。生产过程无需使用悬浮液、乳化液、分散剂等。可以在中和前或过程或后加入交联剂，形成混合有交联剂的中和液后再加入引发剂，进行聚合、交联反应制成不溶于水的吸水保水的树脂。反应形成的树脂，最好是降温后再粉碎成颗粒状。
先利用中和过程产生的热量将料液温度提高，中和后的温度一般为60-80℃，中和后的温度最好是控制在70-80℃。聚合、交联反应的温度在60-90℃，直接利用产生的聚合反应热，蒸发交联的水份。这样就无需再经过离心设备、干燥设备进行脱水干燥，而且反应的时间只需5-25分钟。
本发明的制备方法可以是将丙烯酸仍用氢氧化钠或氢氧化钾中和，一般还都是用用氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液进行中和。可同时加入一般的多元醇类交联剂，如甘油或聚乙二醇、二缩水甘油醚、环氧树脂、二甘醇、三甘醇、三乙醇胺等，在搅拌下进行中和，还可以先加交联剂与丙烯酸混合，再加碱进行中和，一般也是调制PH值在6-8。搅拌至透明的液体后，加引发剂。一般是水溶性引发剂，如过硫酸盐(如过硫酸钾、过硫酸铵)、过氧化氢，还有氧化还原引发剂，如硝酸铈铵、过氧化氢—硫酸亚铁、过硫酸盐(如过硫酸钾、过硫酸铵)—亚硫酸氢钠，继续搅拌使之充分混合，进行聚合、交联反应。待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联，利用聚合热直接将交联的水份蒸发干燥。聚合、交联反应后降温，同时还可蒸发少量的水份，成分利用中和、聚合热，直接将水份干燥。聚合、交联后的物料可以取出放置自然降温，经粉碎后制成颗粒状的吸水保水的树脂，就可密封包装。中和的时间一般为5-25分钟。本发明的聚合交联反应可以是在60-90℃下进行5-25分钟。本发明的吸水保水的树脂可以根据用途不同，粉碎成8-100目的颗粒。干燥时坚硬，遇空气吸湿后变软。吸水率为吸无离子水500-800倍。本发明的原料重量配比还是按各自中和、交联聚合反应所需的配比。原料重量配比可以是丙烯酸70-80％、碱16-20％、交联剂0.007-0.01％、引发剂0.02-0.1％、载体0-14％。外加15-25％的水用于溶解碱，形成碱液。增加的载体一般为稀土、高令土、滑石粉、纤维、树脂，是为了增加凝胶强度，加固聚合。
本发明与已有技术相比，将中和热，特别是聚合热转变成了干燥水份的热能，使吸水保水的树脂的生产过程大大简化，省去了单独的脱水干燥过程，更主要的是缩短了聚合反应的时间，节省了离心脱水、蒸发干燥的设备的投入，从而大大降低了生产成本，经济效益显著，易形成批量生产。
下面结合实施例，进一步具体地说明本发明的方法和工作过程。
实施例1、选原料重量配比为，丙烯酸70公斤、碱氢氧化钾16公斤、交联剂甘油0.007公斤、引发剂过硫酸钾—亚硫酸氢钠0.04公斤、载体13.953公斤。外加16公斤的水用于溶解氢氧化钾，形成碱溶液。将丙烯酸投入料槽中，再加入甘油，并将氢氧化钾溶液边加入边搅拌，控制温度在60-80℃范围内。按上述配方将氢氧化钾溶液全部加入后，继续搅拌直至中和液透明。调整中和的液体PH值在6-8。中和液的温度在70-80℃时，加入引发剂过硫酸钾—亚硫酸氢钠，继续搅拌使之充分混合，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发干燥。待聚合交联反应完后，取出形成的树脂物料自然降温。温度降到室温后，即可根据用途不同，粉碎成8-100目的颗粒。经粉碎后制成颗粒状的吸水保水的树脂，即可密封包装。中和的时间为一般的15分钟。聚合、交联反应是在75±5℃下进行19分钟。这种吸水保水的树脂干燥时坚硬，遇空气吸湿后变软，吸水率为吸无离子水550倍。
实施例2、选原料重量配比为，丙烯酸75公斤、碱氢氧化钠18公斤、交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚0.008公斤、引发剂过硫酸铵—亚硫酸氢钠0.03公斤、载体6.962公斤。外加19公斤的水用于溶解氢氧化钠，形成碱溶液。将丙烯酸投入料槽中，再加入聚乙二醇二缩水甘油醚，并将氢氧化钠溶液边加入边搅拌，中和过程物料升温，温度保持在75±4℃范围内。按上述配方将氢氧化钠溶液全部加入后，继续搅拌直至中和液透明。中和的时间为20分钟。调整中和的液体PH值在8。中和液的温度在80±4℃范围内时，加入引发剂过硫酸钾，继续搅拌使之充分混合，开始进行聚合、交联反应，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联。聚合交联反应是在85±5℃范围进行了8分钟。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发干燥。待聚合、交联后形成不溶水的树脂，取出树脂物料自然降温。温度降到室温后，即可粉碎包装。经粉碎后制成颗粒状的高吸水保水的树脂，吸水率为吸无离子水800倍。高吸水保水的树脂可以根据用途不同，粉碎成8-100目的颗粒。
实施例3、选原料重量配比为，丙烯酸80公斤、碱氢氧化钠20公斤、交联剂二甘醇0.008公斤、引发剂过硫酸铵—亚硫酸氢钠0.04公斤、载体0.001公斤。外加25公斤的水用于溶解氢氧化钠，形成碱溶液。将碱溶液和丙烯酸投入料槽中混合，再加入二甘醇，边加入上述物料边搅拌进行中和，调整中和的液体PH值在7。中和过程物料升温，温度保持在70±4℃范围内。搅拌直至中和液透明。中和的时间为25分钟。中和液的温度在70±4℃范围内时，加入引发剂过硫酸铵—亚硫酸氢钠，继续搅拌使之充分混合，开始进行聚合、交联反应，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联。聚合交联反应是在70±5℃进行15分钟。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发干燥。待聚合、交联后形成不溶水的树脂，取出树脂物料自然降温。温度降到室温后，即可粉碎包装。经粉碎后制成颗粒状的高吸水保水的树脂，吸水率为吸无离子水800倍。高吸水保水的树脂可以根据用途不同，粉碎成8-100目的颗粒。
实施例4、选原料重量配比为，丙烯酸80公斤、碱氢氧化钾18公斤、交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚0.007公斤、引发剂过硫酸铵—亚硫酸氢钠0.03公斤、载体2公斤。外加22公斤的水用于溶解氢氧化钾，形成碱溶液。将丙烯酸投入料槽中，再加入聚乙二醇二缩水甘油醚，并将氢氧化钾碱溶液边加入边搅拌进行中和，中和热使物料升温，温度升至在65±4℃范围内。将氢氧化钾碱溶液全部加入后，继续搅拌直至中和液透明。中和的时间一般为8分钟。调整中和的液体PH值在6.8。中和液的温度在65±4℃范围内时，加入引发剂过硫酸铵—亚硫酸氢钠，搅拌使物料充分混合，并开始进行聚合、交联反应，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联反应。聚合交联反应是在65±5℃下进行9分钟。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发。待聚合、交联后形成不溶水的树脂，取出树脂物料自然降温并继续蒸发水份。温度降到室温后，形成的树脂基本干燥，即可粉碎包装。经粉碎后制成颗粒状的高吸水保水的树脂，吸水率为吸无离子水800倍。高吸水保水的树脂粉碎成80目的颗粒，用于农作物吸水保水。
实施例5、选原料重量配比为，丙烯酸75公斤、碱氢氧化钠16公斤、交联剂三乙醇胺0.01公斤、引发剂硝酸铈铵0.09公斤、载体9公斤。外加20公斤的水用于溶解氢氧化钠，形成碱溶液。将丙烯酸投入料槽中，同时加入三乙醇胺，再将氢氧化钠碱溶液边加入边搅拌，进行中和并使物料升温，升温在70±4℃范围内。按上述配方将氢氧化钠碱溶液全部加入后，继续搅拌直至中和液透明。中和的时间为8分钟。调整中和的液体PH值在7。中和液的温度在74℃左右时，加入引发剂硝酸铈铵，继续搅拌使之充分混合，开始进行聚合、交联反应，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联。聚合交联反应是在85±5℃进行5分钟。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发干燥。待聚合、交联后形成不溶水的树脂，取出树脂物料自然降温。温度降到室温后，即可粉碎包装。经粉碎后制成颗粒状的高吸水保水的树脂，吸水率为吸无离子水600倍。高吸水保水的树脂可以根据用途不同，粉碎成8-100目的颗粒。
实施例6、选原料重量配比为，丙烯酸70公斤、碱氢氧化钾16公斤、交联剂甘油0.007公斤、引发剂过硫酸钾—亚硫酸氢钠0.04公斤、载体13.953公斤。外加16公斤的水用于溶解氢氧化钾，形成碱溶液。将丙烯酸投入料槽中，并将氢氧化钾溶液边加入边搅拌进行中和25分钟，温度升到65±42℃范围内再加入甘油，边加入边搅拌直至中和液透明。调整中和的液体PH值在7.2。中和液的温度在63℃时，加入引发剂过硫酸钾—亚硫酸氢钠，继续搅拌使之充分混合，待液体变浊时停止搅拌，继续进行聚合、交联。利用聚合产生的热量，直接将反应物料里的水份蒸发干燥。聚合交联反应完形成的树脂物料，温度降到室温后，即可粉碎包装。聚合、交联反应可以是在68±5℃下进行24分钟。
权利要求
1.一种高吸水保水性树脂制备方法，是将丙烯酸用碱液中和，一般调制PH值在6-8，其特征在于在中和前或中和过程或中和后加入交联剂，形成混合有交联剂的中和液后，再加引发剂进行聚合、交联反应，利用中和热、聚合热直接将水份干燥，经粉碎后制成颗粒状的吸水保水的树脂。
2.如权利要求1所说的树脂制备方法，其特征在于是将丙烯酸用碱液中和，同时加入交联剂，在搅拌下进行混合中和，或者先加交联剂与丙烯酸混合，再加碱进行中和。
3.如权利要求1或2所说的树脂制备方法，其特征在于是将丙烯酸用氢氧化钠或氢氧化钾中和，同时加入交联剂甘油或聚乙二醇二缩水甘油醚，在搅拌下进行中和，或者先加交联剂甘油或聚乙二醇二缩水甘油醚与丙烯酸混合，再加氢氧化钠或氢氧化钾进行中和。
4.如权利要求1或2所说的树脂制备方法，其特征在于丙烯酸加碱、交联剂搅拌至透明的液体后，加引发剂过硫酸盐—亚硫酸氢钠，继续搅拌使之充分混合，进行聚合、交联反应。
5.如权利要求1所说的树脂制备方法，其特征在于中和后的温度为60-80℃。
6.如权利要求1或2所说的树脂制备方法，其特征在于中和后的温度最好是控制在70-80℃。
7.如权利要求1或2所说的树脂制备方法，其特征在于聚合、交联反应的温度在60-90℃。
8.如权利要求1或2所说的树脂制备方法，其特征在于聚合、交联反应的时间为5-25分钟。
全文摘要
高吸水保水性树脂的制备方法,是将丙烯酸用碱液中和,一般调制pH值在6－8;在中和前或过程或后加入交联剂,形成混合有交联剂的中和液后再加入引发剂;进行聚合、交联反应经粉碎后制成颗粒状的吸水保水的树脂。生产过程无需使用悬浮液、乳化液、分散剂等。聚合、交联反应的温度在60－90℃,直接利用产生的聚合反应热,蒸发交联的水份。这样就无需再经过离心设备、干燥设备进行脱水干燥,而且反应的时间只需5－25分钟。
文档编号C08F120/06GK1329097SQ0011778
公开日2002年1月2日 申请日期2000年6月20日 优先权日2000年6月20日
发明者段锡黎, 李 杰 申请人:段锡黎, 李 杰