[發(fā)明專利]一種易造粒高吸水性樹脂的生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710143329.3
• 申請日: 2007-08-20
• 公開（公告）號: CN101372523A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張漢昌
• 申請（專利權(quán)）人: 張漢昌
• 主分類號: C08F20/06
• 分類號: C08F20/06;C08F2/44
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高吸水性樹脂的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它能在極短的時間內(nèi)吸收自身重量數(shù)百或上千倍的水，吸水后形成的水凝膠，具有受擠壓也不會析出水的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用衛(wèi)生等領(lǐng)域。

我國開展高吸水性樹脂研制的時間較短，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)報道卻不少，但這些實(shí)驗(yàn)室技術(shù)一旦投入工業(yè)化生產(chǎn)就會出現(xiàn)產(chǎn)品性能不穩(wěn)、單位能耗過高、生產(chǎn)周期過長、生產(chǎn)量較低等實(shí)際問題，原因在于：

1.丙烯酸單體聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，單體一旦聚合就會釋放出大量的聚合熱，使反應(yīng)體系溫度快速上升，反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致聚合物的分子量下降，分子量分布不均勻，聚合物的吸水性能受到很大影響。

2.丙烯酸鹽溶液經(jīng)聚合交聯(lián)后即成水溶膠狀或半固體凝膠，很難再使體系快速散熱，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)時試劑用量很少，聚合熱相應(yīng)極少，體系溫升對產(chǎn)品影響不大，這時的主要影響因素是PH值，單體濃度和阻聚劑，而工業(yè)化生產(chǎn)時投料量很大，大量的聚合熱使得凝膠體系溫升很大，體系物料處于不均勻狀態(tài)，產(chǎn)品的最終性能無法穩(wěn)定。

3.聚合物凝膠進(jìn)入干燥系統(tǒng)，由于凝膠干燥速度很慢，要想提高干燥效率就須將凝膠進(jìn)行造粒，減小凝膠粒度，增加凝膠干燥表面積，然而由于傳統(tǒng)的聚合物凝膠具有極強(qiáng)的韌性、粘性，造粒時需將大功率的擠出設(shè)備，設(shè)備價格昂貴，耗電量大，機(jī)件易損壞，造粒效率并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決高吸水性樹脂在工業(yè)化生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明公開了一種易造粒高吸水性樹脂的生產(chǎn)工藝，它包括丙烯酸單體準(zhǔn)備和丙烯酸中和、聚合過程、造粒、干燥，所述聚合反應(yīng)起始溫度為50-60℃，所述聚合反應(yīng)過程中加入高價金屬鋁鹽和表面活性劑，所述聚合反應(yīng)在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行。

所述聚合反應(yīng)過程中加入高價金屬鋁鹽為Al₂(SO₄)₃，其量為丙烯酸單體質(zhì)量的0.1％-0.5％。

所述聚合反應(yīng)過程中加入的表面活性劑陽離子季胺鹽為十八烷基三甲基氯化銨，其量為丙烯酸單體質(zhì)量的0.01％-0.5％。

本發(fā)明的工藝方法，選擇了起始溫度在50-60℃較低的溫度下進(jìn)行，這樣不但延長預(yù)聚的時間，更主要的是配合體系的溫升不至于過快過高，反應(yīng)過程平緩，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

選擇加入高價金屬鋁鹽，既能提高產(chǎn)品的耐鹽性吸水率，還能提高聚合物的凝膠強(qiáng)度，降低膠體粘性。

選擇密閉反應(yīng)器而不是敞口反應(yīng)器，是為保證聚合母液除氧后還要與氧隔絕，同時還可留住凝膠體內(nèi)的水份，使凝膠體韌性降低，有助于膠體造粒。

選擇加入表面活性劑陽離子季胺鹽，是它有良好的滲透性、親水性和相溶性，外加特有的表面潤滑性能可克服凝膠體與反應(yīng)器壁和造粒機(jī)體壁的粘連現(xiàn)象。

具體實(shí)施方式

把單體濃度為35-45％的丙烯酸水溶液加入到中和罐中，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為6-7，中和過程為3-4小時，物料進(jìn)中和罐的溫度低于35℃，中和后的丙烯酸單體中依次加入0.05％引發(fā)劑過硫酸鹽，0.03％N-N′亞甲基雙丙烯酰胺，15％的丙烯酰胺，0.2％硫酸鋁，0.1％表面活性劑陽離子季胺鹽。

將中和罐中的物料加入聚合反應(yīng)器，用高純氮除去物料中的氧氣，防止氧氣在聚合過程中起阻聚作用，氧氣含量一般選用0.3mg/kg，氮?dú)獾拇祾哌€可以起到攪拌的作用，使物料混合得更均勻，將聚合反應(yīng)器進(jìn)行密閉隔氧處理，聚合反應(yīng)開始，起始反應(yīng)溫度控制在55℃，反應(yīng)3小時后在反應(yīng)器中再熟化2小時后出料。

出料后的反應(yīng)物凝膠送至預(yù)粉碎機(jī)，物料經(jīng)預(yù)粉碎后，進(jìn)入工業(yè)絞肉機(jī)進(jìn)行造粒，造粒后的物料進(jìn)行干燥。

圖表為：傳統(tǒng)凝膠與本發(fā)明凝膠造粒比較

來自造粒機(jī)的物料含水約60％，用干燥設(shè)備對物料進(jìn)行干燥，干燥熱源用150℃的熱空氣循環(huán)供給，干燥后的物料通過粉碎機(jī)粉碎，然后進(jìn)入篩分機(jī)，過粗產(chǎn)品返回粉碎，粒度合格的物料進(jìn)行處理包裝。