[發明專利]一種粒徑可控的具有防潮性能的高吸水微球制備方法

有效

• 申請號: 201710194592.9
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106883359B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 紀紅兵;陳文雕;賈振宇;劉其海
• 申請（專利權）人: 中山大學惠州研究院
• 主分類號: C08F291/08
• 分類號: C08F291/08;C08F220/06;C08F220/56;C08F283/06;C08F261/04;C08F222/14;C08F222/16;B01J13/14
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種粒徑可控的具有防潮性能的高吸水微球制備方法，包括以下步驟：（1）水相的配制：將單體中和，加入丙烯酰胺或聚乙烯醇，然后加入一次引發劑、交聯劑；（2）油相的配制：加入分散劑，分散得到油相；油水比為2～4，所述分散劑一端含有羥基，另一端含有長鏈烴基；（3）聚合過程：油相升溫；通過滴液裝置將配制好的水相滴入油相中，反應后將醇酸酯化催化劑和二次引發劑加入油相中；（4）聚合后經過濾、洗滌、干燥得到；本發明加入醇酸酯化催化劑，在微球表面覆蓋一層疏水基，大大提高微球防潮能力，分散劑殘留問題得到解決。選用不同的引發體系，有效防止爆聚。選用低分解活化能引發體系，提高吸水速率。

技術領域

本發明涉及高吸水樹脂技術領域，具體地說，涉及丙烯酸系高吸水微球的制備方法。

背景技術

高吸水樹脂（Superabsorbent polymer，SAP）是一種典型的功能高分子材料，與普通吸水或吸濕材料，如海綿、活性炭等相比，具有吸收量大，吸水速度快、保水能力強等特點，且吸水后經干燥，吸水能力仍可恢復，能夠反復使用。因此，高吸水樹脂已經廣泛應用于農業、林業、工業和日常生活等領域。其中，丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯醇是工業上制備高吸水樹脂最重要的單體。

目前合成的高吸水樹脂主要有粉末狀、不規則顆粒狀、珠狀三種形態。其中粉末狀樹脂粒徑較小，吸水后容易粘結成泥狀物；不規則顆粒狀樹脂雖然通過過篩可以過得粒徑均勻的產物，然而在粉碎過程中會產生不少小粒徑粉末，這部分粉末難以產生高附加值；珠狀樹脂一般通過懸浮聚合和反相懸浮聚合制備，該制備方法的優點使=是粒徑均勻，但也存在粒徑較小的缺點。工業生產上，日本住友公司擁有反向懸浮工藝，通過將多個小球聚集獲得大粒徑吸水微球（如專利CN105517660A、CN103003310A）。絕大部分吸水樹脂生產商基本采用水溶液聚合法，先生成大塊狀凝膠，干燥粉碎后得到所需粒徑的樹脂（如專利CN104212105A、CN104284921A、CN101490139）。水溶液聚合法雖然工藝成熟，但能耗較大，生產效率低，因而反向懸浮聚合法得到了越來越多研究中的關注。專利CN103601842A公開了一種聚丙烯酸類大粒徑珠狀吸水樹脂的制備方法，但該發明制備的樹脂粒徑高達10mm，粒徑過大。總而言之，制備粒徑可控且粒徑范圍合適的吸水樹脂還有待進一步研究。吸水樹脂具有較強的吸濕能力，在使用前需要密封保存。為提高吸水樹脂的防潮能力，一般采用表面交聯法對樹脂進行改性（如專利CN103183842A、CN105294919A、CN1430639A）。表面交聯前，先將樹脂顆粒干燥，然后在其表面噴灑表面交聯液。表面交聯液一般為多價金屬鹽溶液、多元醇的單/二醚、多元醇等。表面處理后，樹脂的吸液曲線由“L”型變為“S”型，出現小段慢速吸液期，因而具有良好的防潮性能。由于交聯反應一般需要在高溫下進行，故而該過程需要大量熱能，且交聯時間過長還會使樹脂因長時間高溫處理而性能下降。所以，表面交聯雖然得到了人們足夠的重視，但依然需要對交聯方法進行不斷改進。

發明內容

本發明旨在克服懸浮法制備的珠狀吸水微球粒徑小的缺點，通過控制滴液毛細管的直徑有效控制微球粒徑。通過在聚合體系中引入醇酸酯化催化劑將分散劑接枝于微球表面，一方面解決分散劑殘留問題，另一方面增強樹脂的防潮性能。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高吸水微球制備方法，包括以下步驟：

（1）水相的配制：冷水浴下將單體，以堿液中和至中和度為65～75﹪，加入丙烯酰胺或聚乙烯醇，然后加入一次引發劑、交聯劑并混合均勻，冷卻至室溫；

（2）油相的配制：在有機溶劑中加入分散劑，在1000～1600r/min的轉速下分散15～30min得到油相；油水比為2～4：1，所述分散劑一端含有羥基，另一端含有長鏈烴基，用量為有機溶劑的1～4﹪；分散劑在微球表面發生接枝聚合，微球表面被一層疏水基覆蓋。