專利名稱：制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法、制備的樹脂及制備設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備珠狀吸水樹脂的，尤其涉及一種制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法、制備的樹脂及制備設備。
背景技術：
高吸水樹脂(Super Absorbent Polymer, SAP)是一種新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能，并且保水性能優(yōu)良， 一旦吸水膨脹成為水凝膠時，即使加壓也很難把水分離出來。因此，它在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土木建筑等各個領域都有廣泛用途。
由于丙烯酸、丙烯酰胺類單體多為親水性或水溶性物質，反相懸浮聚合成為其制備的主導方法。反應時， 一般先將丙烯酸中和到70 85%，與共聚單體(丙烯酰胺)、交聯(lián)劑(多用N，N-亞甲基雙丙烯酰胺)、引發(fā)劑(多用過硫酸鹽)溶于蒸餾水中(單體濃度以25%為宜)，制得混合單體溶液，然后將其加入到輕油和懸浮穩(wěn)定劑(多為Span系列)組成的油相中(油水比以3 5為宜)，混合均勻，通氮氣驅氧，然后升溫至50 80°C，反應3 4h，經(jīng)甲醇洗滌、干燥得產(chǎn)
PI
叫o
反相懸浮聚合制得產(chǎn)品吸水速度快，吸水能力高，粒徑分布均勻，后處理簡單，只需干燥即可獲得產(chǎn)品，無需進行粉碎篩分，但存在溶劑回收問題。采用傳統(tǒng)反相懸浮聚合法生產(chǎn)的吸水樹脂所生產(chǎn)的產(chǎn)品有珠狀和細粉狀兩種，但產(chǎn)品存在粒徑小、不均勻、大小不可控的問題，產(chǎn)品粒徑在0. 15 0. 35mm。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法、制備的樹脂及設備。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂
的方法包括步驟先用包括丙烯酸單體原料配置成水相、以烷烴類或油脂類溶液
3配置成油相，之后經(jīng)聚合造粒、濾油、洗滌、烘干、過篩和包裝后制成大顆粒
珍珠狀吸水樹脂成品。
具體的，制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂方法是將包括丙烯酸單體配置成的水 相加入到以垸烴類或油脂類溶液配置成的油相中形成反相懸浮聚合反應體系 后，經(jīng)包括聚合造粒、洗滌和干燥步驟后得到大顆粒珍珠狀吸水樹脂。
所述水相是將丙烯酸單體溶液用氫氧化鈉堿液中和至PH值為6 7、溫度 降至25 3(TC后，加入相對丙烯酸單體質量100 350%的共聚單體，加入相對 丙烯酸單體質量0. 10 0. 29%的氧化劑和相對丙烯酸單體質量0. 04 0. 10%的 交聯(lián)劑后，攪拌溶解至水溶液清澈透明，調整溫度至10 15。C制成；共聚單體 可采用丙烯酸酰胺及其衍生物，所述氧化劑為過硫酸銨，所述交聯(lián)劑為N，N-亞 甲基雙丙烯酸酰胺。
所述油相為烷烴類或油脂類溶液中加入相對烷烴類或油脂質量0 5%的分 散劑攪拌均勻制成，溫度85 9(TC。
所述的垸烴類或油脂類的比重大于0.5g/cm3，如2號油、白油、植物油、 動物油。
所述聚合造粒是將水相溶液加入到布料器內，使液滴速度均勻穩(wěn)定，然后 將布料器移至聚合容器頂部滴液進行聚合造粒，聚合溫度85 9CTC，壓力為常 壓，1 2小時反應完成，之后將產(chǎn)品出料濾油，可采用將產(chǎn)品放入濾油槽內 瀝油并降溫；并且可以調整聚合釜內油面高度(低于溢流口約2cm)后并升溫 到85 90'C，以用于進行下一生產(chǎn)周期，且在一生產(chǎn)周期完成后將布料器沖洗 干凈，保持布料器備用。
洗滌可以采用3號油，具體操作為產(chǎn)品濾油降溫后移入洗滌槽內平攤開， 加入3號油進行洗滌，(加入量以沒過產(chǎn)品為準)，至表面無油為止。然后進行 烘干，可洗滌干凈的產(chǎn)品放入流化床內于95 105'C,烘干至固含量約86 90%， 之后進行過篩、包裝得到產(chǎn)品。
本發(fā)明所生產(chǎn)的大顆粒珍珠狀吸水樹脂粒徑規(guī)格為0. 45咖 5. 0 nm。如其 生產(chǎn)規(guī)格有O. 45 1.6mra、 1.6 2. 0咖、2. 0 2. 5咖和2. 5 3. 0咖等各種規(guī)
4格。并且可以采用在生產(chǎn)的過程中通過添加各種色料，以得到彩色的樹脂顆粒，如紅色、黃色或綠色的珍珠狀吸水樹脂粒。
在制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的生產(chǎn)中，使用的各種設備如用于聚合的聚
合裝置為帶有夾套的聚合容器如聚合釜，其內徑高度大于1.5m、直徑大于80自；而用于聚合造粒的造粒裝置可采用具有不同孔徑的布料器，其孔徑范圍為0. 1 1. 5咖。
采用了上述技術方案，可以生產(chǎn)粒徑大而均勻的珍珠狀產(chǎn)品，而且粒徑大小可以隨意調整，產(chǎn)品的顏色也可以隨意調整，粒徑范圍有0. 45 1. 6 nnn、 1. 6 2. 0咖，2. 0 2. 5mm， 2. 5 3. 0mm等各種規(guī)格，成品率90%以上，工藝上不存在溶劑回收問題，采用該發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品，在傳統(tǒng)應用的基礎上，提高了吸水樹脂在芳香釋放劑及觀賞工藝品方面的應用。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
實施例1:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液，
稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴
加到丙烯酸溶液中進行中和，調整ra至7，并降溫至3crc，然后稱取30克丙
烯酰胺溶解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為42%的水溶液，加入相對丙烯酸質量O. 1%的過硫酸銨、加入相對丙烯酸質量0. 08%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫度至1(TC;
油相的配制稱取25克蔗糖脂肪酸鈣、25kg 2號油預混合好，加入聚合釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合造粒，聚合完畢后將出料聚合釜閥門打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈，將產(chǎn)品放入烘箱中105'C溫度下烘干并過篩，得產(chǎn)品粒徑為0.45mm 的珍珠狀吸水樹脂。
所用的聚合釜的內徑高度1.7m、直徑85自，且?guī)в袏A套；所用布料器的 孔徑為O. 2mm 。
實施例2:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量含量80%的水溶液，稱 取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴加 到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至3(TC，然后稱取30克丙烯 酰胺溶解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為40% 的水溶液，再加入相對丙烯酸質量0. 13%的過硫酸銨、0. 10%的N， N-亞甲基雙丙
烯酰胺、0.25%的紅色顏料，將體系混合均勻，調整溫度至irc。
油相的配制稱取20克蔗糖脂肪酸鈣、25kg 2號油預混合好，加入聚合 釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至88'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合造粒，聚合完畢后將出料 閥門打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌 干凈，將產(chǎn)品放入烘箱中IOO'C溫度下烘干并過篩，得產(chǎn)品粒徑為0. 60mm的紅 色珍珠狀吸水樹脂。
所用的聚合釜的內徑高度1.8m、直徑88mm，且?guī)в斜貖A套；所用布料 器的孔徑為0.3咖。
實施例3:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液， 稱取5克氫氧化鈉，用蒸鎦水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴 加到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至3CTC，然后稱取27克丙 烯酰胺溶解于中和液中，配制成質量含量39%的溶液，加入相對丙烯酸質量 0.18%的過硫酸銨、0.06X的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫 度至12°C。
油相的配制稱取15克蔗糖脂肪酸鈣、25kg 2號油預混合好，加入聚合釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至85'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合造粒，聚合完畢后將出料 闊門打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌 干凈，將產(chǎn)品放入烘箱中95'C溫度下烘干并過篩。得產(chǎn)品粒徑為0. 8mm的珍珠 狀吸水樹脂。
所用的聚合釜的內徑高度1.9m、直徑89mm，且?guī)в斜貖A套；所用布料 器的孔徑為0.4咖。 實施例4:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液， 稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴 加到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至3(TC，然后稱取20克丙 烯酰胺溶解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為32% 的水溶液，加入相對丙烯酸質量O. 2%的過硫酸銨、相對丙烯酸質量0. 109&的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫度至13。C。
油相的配制稱取10克蔗糖脂肪酸鈣、25kg的2號油預混合好，加入聚 合釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至90'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈， 將產(chǎn)品放入烘箱中105'C溫度下烘干并過篩。得產(chǎn)品粒徑為1. 2ram的珍珠狀吸 水樹脂。
實施例5:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液，
稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴 加到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH值為6，并降溫至3(TC，然后稱取18克 丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為 30%的水溶液，加入相對丙烯酸質量0. 1%的過硫酸銨、0. 08%的N， N-亞甲基雙丙 烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫度至14'C。油相的配制稱取5克蔗糖脂肪酸鈣、25kg2號油預混合好，加入聚合釜 中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合造粒，聚合完畢后將出料 閥門打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌 干凈，將產(chǎn)品放入烘箱中105X:溫度下烘干并過篩。所得產(chǎn)品粒徑為1.6mm的 珍珠狀吸水樹脂。
實施例6:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液，
稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴 加到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至3(TC，然后稱取30克丙 烯酰胺溶解于中和液中，配制成質量含量42%的水溶液，加入相對丙烯酸質量 0.25%的過硫酸銨、0.08y。的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫 度至15。C。
油相的配制稱取l克蔗糖脂肪酸鈣、25kg2號油預混合好，加入聚合釜 中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86"C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈， 將產(chǎn)品放入烘箱中IOCTC溫度下烘干并過篩，所得產(chǎn)品粒徑為1.6mm的珍珠狀 吸水樹脂。
實施例7:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成丙烯酸質量濃度為80%的水 溶液，稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成質量含量25%的水溶液，將氫氧化鈉 溶液滴加到丙烯酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至30'C，然后稱取 30克丙烯酰胺溶解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃 度為42%的水溶液，加入相對丙烯酸質量0. 20%的過硫酸銨、0. 109&的N，N-亞甲 基雙丙烯酰胺，將體系混合均勻，調整溫度至15'C。
油相的配制稱取0. 5克蔗糖脂肪酸鈣、25kg2號油預混合好，加入聚合
8釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈， 將產(chǎn)品放入烘箱中105X:溫度下烘干并過篩，所得產(chǎn)品粒徑為2.0mm的珍珠狀 吸水樹脂。
實施例8:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液， 稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴加到丙烯 酸溶液中進行中和，調整PH至7，并降溫至25'C，然后稱取20克丙烯酰胺溶 解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為32%的水溶 液，加入相對丙烯酸質量0. 1%的過硫酸銨、0.08y。的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺， 將體系混合均勻，調整溫度至13'C。
油相的配制稱取0. 3克蔗糖脂肪酸鈣、25kg2號油預混合好，加入聚合 釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86'C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈， 將產(chǎn)品放入烘箱中105。C溫度下烘干并過篩，所得產(chǎn)品粒徑為3.0mm的珍珠狀 吸水樹脂。
實施例9-
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液， 稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴加到丙烯 酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至3(TC，然后稱取30克丙烯酰胺溶 解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為42%的水溶 液，加入相對丙烯酸質量0.1%的過硫酸銨、0.09y。的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，
將體系混合均勻，調整溫度至icrc。
油相的配制稱取0. 2克蔗糖脂肪酸鈣、25kg2號油預混合好，加入聚合 釜中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至88"C。將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用3號洗滌油將樹脂洗滌干凈，
將產(chǎn)品放入烘箱中105"C溫度下烘干并過篩，所得產(chǎn)品粒徑為4.0mm的珍珠狀 吸水樹脂。
實施例10:
水相的配制稱取9克丙烯酸，用蒸餾水配成質量濃度為80%的水溶液， 稱取5克氫氧化鈉，用蒸餾水配成25%的水溶液，將氫氧化鈉溶液滴加到丙烯 酸溶液中進行中和，調整PH至6，并降溫至30'C，然后稱取25克丙烯酰胺溶 解于中和液中，配制成丙烯酰胺、丙烯酸和氫氧化鈉的質量濃度為37%的水溶 液，加入相對丙烯酸質量0. 15%的過硫酸銨、0.08y。的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺， 將體系混合均勻，調整溫度至14"C。
油相的配制稱取O. l克蔗糖脂肪酸鈣、25kg白油預混合好，加入聚合釜 中，開啟蒸汽閥門加熱，升溫至86C。
將水相通過布料器加入到油相中，進行懸浮聚合，聚合完畢后將出料閥門 打開，將珠狀吸水樹脂放入濾油器中將油濾干，用洗滌油將樹脂洗滌干凈，將 產(chǎn)品放入烘箱中105'C溫度下烘干并過篩，所得產(chǎn)品粒徑為5. Omm的珍珠狀吸 水樹脂。
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權利要求
1. 制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法，其特征在于所述方法是用包括丙烯酸單體配置成的水相加入到以烷烴類或油脂類溶液配置成的油相中形成反相懸浮聚合反應體系后，經(jīng)包括聚合造粒、洗滌和干燥步驟后得到大顆粒珍珠狀吸水樹脂。
2. 如權利要求1所述的制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法，其特征在于-所述水相是將丙烯酸單體溶液用氫氧化鈉堿液中和至PH值為6 7、溫度降至 25 3(TC后，加入相對丙烯酸單體質量100 350%的共聚單體，加入相對丙烯 酸單體質量0. 10 0. 29%的氧化劑和相對丙烯酸單體質量0. 04 0.10%的交聯(lián) 劑，攪拌溶解至水溶液清澈透明，調整溫度至10 15t:。
3. 如權利要求1所述的制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法，其特征在于 所述油相為烷烴類或油脂類溶液中加入相對烷烴類或油脂質量0 5%的分散劑 攪拌均勻制成，溫度85 90。C。
4. 如權利要求1所述的制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法，其特征在于 所述大顆粒珍珠狀吸水樹脂粒徑大小為0. 45 mra 5. 0 mm。
5. 如權利要求l、 2、 3或4所述的制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法，其 特正在于所述的烷烴類或油脂類的比重大于0.5g/cm3。
6. —種大顆粒珍珠狀吸水樹脂，其特征在于所述大顆粒珍珠狀吸水樹脂 粒徑為0. 45咖 5. 0咖。
7. 如權利要求6所述大顆粒珍珠狀吸水樹脂，其特征在于所述樹脂粒徑 規(guī)格有1. 6 2. 0咖、2. 0 2. 5咖、2. 5 3. 0咖。
8. 如權利要求6或7所述大顆粒珍珠狀吸水樹脂，其特征在于所述樹脂 顆粒為彩色顆粒。
9. 用于制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的設備，其特征在于用于聚合反應的聚合裝置為帶有夾套的聚合容器，其內徑高度大于1.5m、直徑大于80nmi;用 于聚合造粒的造粒裝置為具有不同孔徑的布料器，其孔徑范圍為0. 1 1. 5咖。
全文摘要
本發(fā)明公開了制備大顆粒珍珠狀吸水樹脂的方法及設備，方法是將以丙烯酸配置成的水相加入到以烷烴類或油脂類溶液配置成的油相中形成反相懸浮聚合反應體系后，經(jīng)包括聚合造粒、洗滌和干燥步驟后得到大顆粒珍珠狀吸水樹脂；制備的大顆粒珍珠狀吸水樹脂粒徑為0.45～5.0mm；設備包括高度大于1.5m、直徑大于80mm、帶有夾套的聚合裝置和具有不同孔徑的布料器。本發(fā)明可以生產(chǎn)粒徑大而均勻的珍珠狀產(chǎn)品，而且粒徑大小可以調整，產(chǎn)品的顏色也可以調整，成品率90％以上，工藝上不存在溶劑回收問題，提高了吸水樹脂在芳香釋放劑及觀賞工藝品方面的應用。
文檔編號C08F220/00GK101481434SQ20091001411
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權日2009年1月22日
發(fā)明者王曉麗, 許煥平 申請人:濰坊中石科技有限公司