[發明專利]均勻密度浮床白球樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 200910011586.0
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101555323A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 孟繁生;王士賀
• 申請（專利權）人: 遼寧地質工程職業學院
• 主分類號: C08J9/14
• 分類號: C08J9/14;C08L25/06
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫國瑞

技術領域

本發明涉及一種有機高分子材料的合成方法，具體說涉及一種聚苯乙烯浮床白球樹脂的制備方法。

背景技術

在工業水處理系統所使用的離子交換器等裝置中，尤其是浮動床離子交換器的內部，經常會用到一種密度較低的惰性覆蓋層樹脂覆蓋在水面上，即浮床白球樹脂。一般情況下選用的是球型微發泡聚苯乙烯。通常的方法是把含有發泡劑的聚苯乙烯球放入水中加熱或者把球體送到流化床干燥器中加熱，使球體受熱軟化膨脹，冷卻后經篩選，選出所需要的粒度，即可作為該用途的產品。

專利CN1044943描述了一種可發性聚苯乙烯珠粒的熱水預發工藝，在水中加入發泡劑使珠粒在高溫泡沫包圍中受熱膨脹預發，可避免珠粒的粘結。這種珠粒可以用在水處理交換器中做浮床樹脂。

由于上述方法對聚苯乙烯球的發泡程度難以控制，樹脂球與球之間的密度差異較大，且球體的粒度范圍也較寬。

在工業水處理裝置上使用密度不均勻的覆蓋層樹脂，在樹脂床內受壓條件下，易發生變形和板結，造成一些低密度的球體容易被水流沖蝕，變成碎片阻塞水帽，增大了床層的壓差，給水處理裝置的正常運行帶來了不便。

發明內容

根據現有浮床白球樹脂制備方法存在的問題，本發明提出了一種密度均勻、不易于變形破碎、均勻粒度的浮床白球樹脂的制備方法。

解決上述技術問題所采取的具體技術措施是：一種均勻密度浮床白球樹脂的制備方法，其特征在于：

本發明所提供的浮床白球樹脂是一種含有微孔結構的苯乙烯聚合物，其堆積密度為0.10～0.55g/ml，其樹脂的粒度為0.8～3.0mm；

本發明具有上述特殊結構的浮床白球樹脂是通過以下步驟制備的：

(1)制備聚苯乙烯球體

在常規聚合裝置中，將100份苯乙烯中加入0.2～1份過氧化苯甲酰組成油相，將100份水中溶入0.05～1份水溶性分散劑組成水相，將油相和2～5倍水相分別投入反應釜中進行懸浮聚合，聚合溫度為60～98℃，聚合分兩階段進行，第一階段聚合溫度為60～85℃，聚合時間為3～8小時，優選為4～5小時，第二階段聚合溫度為86～98℃，聚合時間為4～10小時，優選為5～8小時，在聚合反應結束后，加入苯乙烯質量1～5％的發泡劑，在0.1～1.0MPa條件下，用空壓機將發泡劑壓入聚合釜，升溫至105～115℃，保溫3～8小時，經降溫、水洗、晾干，得到濕真密度1.02～1.05g/ml，堆積密度0.64～0.70g/ml，粒徑0.5～2.0mm的球狀顆粒；

水溶性分散劑為聚乙烯醇或明膠或羥乙基纖維素或磷酸三鈣與羥乙基纖維素組成的復合分散劑；

發泡劑為正戊烷或異戊烷或液化石油氣。

(2)白球樹脂制備

在懸浮反應器裝置中，將風量調節閥調到0.2～10kPa的位置，待溫度達到90～110℃時，將加入加料斗中的球狀珠體，向懸浮反應器中流加，球粒在懸浮反應器中的停留時間為20～300秒，然后依靠風力的作用，成型的樹脂粒子從懸浮反應器上部進入接收器，制成粒徑0.8～3.0mm，堆積密度0.10～0.55g/ml的白球樹脂。

本發明具有如下特點：

1.聚合工藝的第一段可以在60～85℃溫度條件下實現，低的聚合溫度有利于增大聚合物的分子量，提高白球樹脂的強度。而現有工藝的初始聚合溫度為85～90℃。

2.發泡劑的加入量為苯乙烯質量的的1～5％之間，較低的發泡劑量也使得白球樹脂的強度提高，減少白球樹脂泡孔不均勻、容易穿孔的缺點，降低了成本。而現有常規的可發聚苯乙烯工藝要求發泡劑的含量達到苯乙烯質量的5.3～9％。

3.在穩定的壓力下，受熱的含發泡劑的球體在懸浮反應器內膨脹，形成均勻密度的白球樹脂。

4.懸浮反應器內設置風力分布器、穩壓板、導流筒，可以使樹脂球粒在反應器內均勻受熱，穩步成長。

這是與其它專利所述的方法完全不同的。

本發明的有益效果：由本發明提供的聚苯乙烯球體的制備方法在較低溫度和比較少的發泡劑含量條件下實現，使白球樹脂的泡孔均勻，不形成氣泡穿孔現象。

由本發明提供的制備樹脂的方法通過調節風量和溫度，能夠控制球體的密度，制成的聚苯乙烯白球樹脂具有粒度、密度均勻一致、機械強度好，不易于變形破碎的特點。同時，由于本發明提供的方法可以制備不同密度層次的均質材料，使材料的使用范圍擴大，除可滿足水處理交換器作為覆蓋層的需要之外，也可以用作凈水器的過濾層使用。另外由于經本方法制取的聚苯乙烯樹脂有出眾的均質穩定性，該樹脂也可以成為高發泡倍率苯乙烯聚合物材料的中間體，而進一步加工成板材、建筑材料、保溫材料和包裝材料。