一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法与流程

本发明涉及一种吸水树脂的制备方法，具体为一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法。

背景技术：

在世界各大高吸水性树脂制造商纷纷扩大高吸水性树脂产能的同时，高吸水性树脂产品的性能也在不断的革新和提高，高吸水性树脂产品吸液量、保水能、丙烯酸残单含量、通液性等影响产品的主要性能正在逐步提高。同时，为了提高工业化产能，对高吸水性树脂的工业化工艺进行了连续化、设备改进的优化。高分子吸水树脂聚合反应的报道有很多，为了提高最终产品的性能，各大制备商在核心的聚合反应段采取了很多办法，如通过提高聚合反应温度、增加聚合反应段辐射时间等手段，虽然说能达到反应效率高的特点，但是由于温度太高、辐射时间太长造成了产品一定的负面影响，导致产品保水能降低、通液性差等特点。

所以，如何设计一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，成为我们当前要解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，制备方法简单，原料易得，生产成本低，反应温度易于控制，制得的吸水性树脂中丙烯酸单体的残留量低于60ppm、保水性能高于30g/g，并且通液性低于20秒，具有更快的吸水速度和更大的吸水倍数，与当前的吸水树脂相比，可在较少用量下达到较好的吸水、保水效果，可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，制备方法为：

1）制备溶液a：（1）将丙烯酸单体和质量浓度25-50%氢氧化钠溶液，在混料机中加热后，均匀搅拌，得到溶液一；

（2）将上述的得到的溶液一和交联剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液二；

（3）将上述的得到的溶液二和增强剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液三；

（4）将上述的得到的溶液三和氧化还原引发剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液a；

2）制备溶液b：（5）将甲基纤维素和去离子水，在混料机中加热后，均匀搅拌，得到溶液四；

（6）将上述的得到的溶液四和分散剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液五；

（7）将上述的得到的溶液四和环己烷，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液三，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液b；

3）微波聚合：将上述得到的溶液a和溶液b混合在同一容器中，然后施加微波引发聚合反应；在100-140℃的温度下使之聚合3-10分钟，随后将温度提高10-30℃使之熟化10-20分钟，得到吸水树脂溶液；用于引发聚合反应的微波能量为200-1000mj/cm2；引发聚合时单体水溶液的温度为40-50℃；在微波辐照下的停留时间为28-32秒；

4）吸水树脂：聚合结束后，经冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥，得到珠状吸水树脂，同时可对溶剂进行回收。

根据上述技术方案，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、丙烯酸c1-6烷酯单体、甲基丙烯酸c1-6烷酯单体、或者上述单体中的两种或更多种的混合物。

根据上述技术方案，所述原料的重量份分别为：丙烯酸单体100-300份、质量浓度25-50%氢氧化钠溶液100-300份、交联剂50-100份、去离子水100-300份、增强剂20-100份、氧化还原引发剂0.5-2份、甲基纤维素15-50份、分散剂30-60份和环己烷50-100份。

根据上述技术方案，所述增强剂制备方法为：将地开石30-40份、蒙脱石30-40份、页岩20-30份、方解石10-20份在粉磨机中进行粉磨，转速为120r/min，粉磨9小时，粉磨物颗粒度大小为1.2-1.4mm，之后将粉磨物放入高温炉中，按照慢速升温、中速升温和恒温三个过程进行控温烧制：以2°c/min的速率慢速升温至300°c，之后以5°c/min的速率中速升温至800°c，而后恒温保温3小时；出炉自然冷却，冷却之后在粉磨机中再粉磨3小时，得到混合物a颗粒度大小为0.8-1mm；将硅藻土10-20份、氟化钙5-10份、芒硝5-10份在粉磨机中进行粉磨，转速为100r/min，粉磨3小时，得到混合物颗粒度大小为0.6-0.8mm，之后对粉磨物进行加热，加热温度700°c，保温2小时，冷却后在粉磨机中再粉磨3小时，得到混合物b颗粒度大小为0.3-0.5mm；将得到混合物a和得到混合物b装入机械混合机中，机械混合0.5小时，之后倒入聚乙烯醇3-4份、醋酸钠3-4份、碳酸钠1-3份，石膏2-4份，硅酸钠2-3份，铝粉1-2份、硝酸钙1-2份，再机械混合1小时，得到增强剂。

根据上述技术方案，所述分散剂的制备方法为将α-甲基丙烯酸、丙烯酰胺和水混合，得反应液，利用化学方法除氧后，添加引发剂，搅拌，密封，于45-60°c下聚合反应；其中，按摩尔比，丙烯酰胺:α-甲基丙烯酸＝1-3:1，反应液中α-甲基丙烯酸与丙烯酰胺的浓度之和为25-30％；添加阻聚剂，即得分散剂。

根据上述技术方案，所述混料机中加热的温度为28-36°c。

根据上述技术方案，所述混料机均匀搅拌时的转速为360r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明制备方法简单，原料易得，生产成本低，反应温度易于控制，制得的吸水性树脂中丙烯酸单体的残留量低于60ppm、保水性能高于30g/g，并且通液性低于20秒，具有更快的吸水速度和更大的吸水倍数，与当前的吸水树脂相比，可在较少用量下达到较好的吸水、保水效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的制备流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1所示，本发明提供一种聚丙烯酸类大粒径珠状吸水树脂的制备方法，制备方法为：

1）制备溶液a：（1）将丙烯酸单体和质量浓度25-50%氢氧化钠溶液，在混料机中加热后，均匀搅拌，得到溶液一；

（2）将上述的得到的溶液一和交联剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液二；

（3）将上述的得到的溶液二和增强剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液三；

（4）将上述的得到的溶液三和氧化还原引发剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液a；

2）制备溶液b：（5）将甲基纤维素和去离子水，在混料机中加热后，均匀搅拌，得到溶液四；

（6）将上述的得到的溶液四和分散剂，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液五；

（7）将上述的得到的溶液四和环己烷，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液三，在混料机中加热后，均匀搅拌，形成溶液b；

3）微波聚合：将上述得到的溶液a和溶液b混合在同一容器中，然后施加微波引发聚合反应；在100-140℃的温度下使之聚合3-10分钟，随后将温度提高10-30℃使之熟化10-20分钟，得到吸水树脂溶液；用于引发聚合反应的微波能量为200-1000mj/cm2；引发聚合时单体水溶液的温度为40-50℃；在微波辐照下的停留时间为28-32秒；

4）吸水树脂：聚合结束后，经冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥，得到珠状吸水树脂，同时可对溶剂进行回收。

根据上述技术方案，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、丙烯酸c1-6烷酯单体、甲基丙烯酸c1-6烷酯单体、或者上述单体中的两种或更多种的混合物。

根据上述技术方案，所述原料的重量份分别为：丙烯酸单体100-300份、质量浓度25-50%氢氧化钠溶液100-300份、交联剂50-100份、去离子水100-300份、增强剂20-100份、氧化还原引发剂0.5-2份、甲基纤维素15-50份、分散剂30-60份和环己烷50-100份。

根据上述技术方案，所述增强剂制备方法为：将地开石30-40份、蒙脱石30-40份、页岩20-30份、方解石10-20份在粉磨机中进行粉磨，转速为120r/min，粉磨9小时，粉磨物颗粒度大小为1.2-1.4mm，之后将粉磨物放入高温炉中，按照慢速升温、中速升温和恒温三个过程进行控温烧制：以2°c/min的速率慢速升温至300°c，之后以5°c/min的速率中速升温至800°c，而后恒温保温3小时；出炉自然冷却，冷却之后在粉磨机中再粉磨3小时，得到混合物a颗粒度大小为0.8-1mm；将硅藻土10-20份、氟化钙5-10份、芒硝5-10份在粉磨机中进行粉磨，转速为100r/min，粉磨3小时，得到混合物颗粒度大小为0.6-0.8mm，之后对粉磨物进行加热，加热温度700°c，保温2小时，冷却后在粉磨机中再粉磨3小时，得到混合物b颗粒度大小为0.3-0.5mm；将得到混合物a和得到混合物b装入机械混合机中，机械混合0.5小时，之后倒入聚乙烯醇3-4份、醋酸钠3-4份、碳酸钠1-3份，石膏2-4份，硅酸钠2-3份，铝粉1-2份、硝酸钙1-2份，再机械混合1小时，得到增强剂。

根据上述技术方案，所述分散剂的制备方法为将α-甲基丙烯酸、丙烯酰胺和水混合，得反应液，利用化学方法除氧后，添加引发剂，搅拌，密封，于45-60°c下聚合反应；其中，按摩尔比，丙烯酰胺:α-甲基丙烯酸＝1-3:1，反应液中α-甲基丙烯酸与丙烯酰胺的浓度之和为25-30％；添加阻聚剂，即得分散剂。

根据上述技术方案，所述混料机中加热的温度为28-36°c。

根据上述技术方案，所述混料机均匀搅拌时的转速为360r/min。

基于上述，本发明的优点在于，制得的吸水性树脂中丙烯酸单体的残留量低于60ppm、保水性能高于30g/g，并且通液性低于20秒，具有更快的吸水速度和更大的吸水倍数，与当前的吸水树脂相比，可在较少用量下达到较好的吸水、保水效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。