專利名稱：高吸收性樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚丙烯酸類合成系高吸收性樹脂的制造方法。
背景技術(shù)：
高吸收樹脂(super absorbent polymer, SAP)是具有較高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的總稱。20世紀(jì)50年代初，美國Goodrich公司開發(fā)了交聯(lián)聚丙烯酸，之后1961年美國農(nóng)業(yè)部北方研究中心Russell等人從淀粉與丙烯腈首先開始研究接枝技術(shù)。在1978年，日本三洋化成公司開始生產(chǎn)淀粉-聚丙烯酸接枝共聚物高吸收樹脂。20世紀(jì)八九十年代，高吸收樹脂需求量開始急劇膨脹，平均年增長率高達(dá)309Γ40%，品種、合成途徑、性能及應(yīng)用領(lǐng)域等方面的研究日趨成熟。中國的高吸收樹脂研究起步于20世紀(jì)80年代初，由于起步晚、發(fā)展時間短等客觀因素，我國生產(chǎn)的高吸收性樹脂耐鹽性、抗壓性等明顯較差。在質(zhì)量及應(yīng)用方面都無法與進(jìn)口產(chǎn)品相比。根據(jù)高吸收樹脂的原料來源不同，高吸收樹脂大致可分為三大系列淀粉系、纖維素系、合成系。其中合成系中的聚丙烯酸鹽類由于原來來源豐富、價格低廉、能夠防腐防變、長期保存、綜合吸水性能優(yōu)良等特點，因此成為當(dāng)前研究的重點。而日用衛(wèi)生用品中的應(yīng)用是其主要應(yīng)用領(lǐng)域，因此關(guān)于聚丙烯酸型高吸收樹脂的很多研究都是為改善其在日用衛(wèi)生品中的應(yīng)用性能。日用衛(wèi)生品用交聯(lián)聚丙烯酸型高吸水性樹脂要求其具有較低的單體殘留量、較高的加壓吸水率、較快的吸水速率以及優(yōu)良的抗結(jié)塊性能，另外還要求其具有一定的流動性以滿足日用衛(wèi)生產(chǎn)品生產(chǎn)加工中的操作需求。要得到綜合性能優(yōu)良的聚丙烯酸型高吸水性樹脂必須從控制原材料質(zhì)量、優(yōu)化聚合和后處理條件入手。交聯(lián)聚丙烯酸型高吸水性樹脂的生產(chǎn)方法分為水溶液聚合法以及反相懸浮聚合法，水溶液聚合法由于工藝簡單、能耗較低、易于規(guī)?；a(chǎn)而被大多數(shù)高吸收樹脂生產(chǎn)廠家所使用。而現(xiàn)階段各大高吸收樹脂生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的SAP性能指標(biāo)差異較大，在具有較高吸收倍率的情況下其加壓(負(fù)載)吸收能力較差；而有些產(chǎn)品具有較強的加壓吸收能力，但是其吸收倍率又比較差，極少能夠兩者兼顧。并且由于在烘干后的破碎過程中會產(chǎn)生大量微粉(平均顆粒越小，微粉越多)，不得不提高SAP的粒徑大小，以便減少微粉對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種高吸收性樹脂的制備方法。本發(fā)明綜合考慮了高吸收樹脂在生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)，從中和階段開始就對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，最后在較少的能耗以及較高的標(biāo)準(zhǔn)下獲 得具有優(yōu)良指標(biāo)的高吸收樹脂；本發(fā)明制備的高吸收性樹脂適用于農(nóng)林園林、沙漠治理、日用衛(wèi)生材料，尤其適用于日用衛(wèi)生材料行業(yè)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種高吸收性樹脂的制備方法，將丙烯酸或丙烯酸鈉用堿中和后，加入前交聯(lián)劑及引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)；得到水凝膠后烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉；對所述微粉進(jìn)行二次造粒，所述二次造粒過程中加入氣相二氧化硅，然后與粉碎凝膠顆粒再一起進(jìn)行造粒；所得造粒料混入水和后交聯(lián)劑組成的熱處理液中進(jìn)行表面處理，即得本高吸收性樹脂。具體制備步驟為
(1)將丙烯酸與水混合，然后加入氫氧化鈉進(jìn)行中和，中和程度為60% 90%,中和后丙烯酸和丙烯酸鈉混合物在水中的濃度為35°/Γ55% ；
(2)然后向反應(yīng)體系內(nèi)加入前交聯(lián)劑，混合均勻，然后再加入引發(fā)劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到水凝膠；所述前交聯(lián)劑的用量為步驟(I)所得丙烯酸單體質(zhì)量的O. 19Γ0. 8% ;所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酸單體質(zhì)量的O. 05% O. 5% ；
(3)將步驟(2)所得水凝膠進(jìn)行烘干并粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生水凝膠微粉；
(4)對步驟(3)所得水凝膠微粉進(jìn)行二次造粒，二次造粒時加入質(zhì)量為水凝膠微粉質(zhì)量Γ2倍的去離子水和質(zhì)量為水凝膠微粉質(zhì)量(Γ3%的氣相二氧化硅，將三者混合均勻得到結(jié)塊的水凝膠微粉顆粒；
(5)將步驟(3)所得粉碎凝膠顆粒和步驟(4)所得水凝膠微粉顆?；旌显炝?，烘干，得到樹脂顆粒，所述水凝膠微粉顆粒的用量為步驟(6)所得高吸性收樹脂顆粒質(zhì)量的10%"15% ；
(6)將蒸餾水和后交聯(lián)劑混合得到熱處理液，與步驟(5)所得樹脂顆?；旌?，將其加熱干燥即可得到本高吸收性樹脂；所述后交聯(lián)劑的質(zhì)量為最后得到的高吸性收樹脂顆粒質(zhì)量的O. 5°/Γ2% ;所述熱處理液的用量為每100份樹脂顆粒使用O. Γ5重量份熱處理液。所述前交聯(lián)劑 為具有兩個雙鍵的氮取代的酰胺類化合物、多元醇類化合物、二乙烯基類化合物、多元醇縮水甘油醚中的一種或者幾種。所述前交聯(lián)劑選自Ν，Ν’ -亞甲基雙丙烯酰胺，聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、丁二醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基雙丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚類中的一種或者幾種。所述后交聯(lián)劑為多元醇類化合物、多價環(huán)氧化合物、有機(jī)碳酸鹽化合物中的一種或多種。所述多元醇類化合物包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、1，3-丁二醇、1，4- 丁二醇、1，5-戊二醇；所述多價環(huán)氧化合物包括乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚；所述有機(jī)碳酸鹽化合物包括碳酸乙稀酷。所述弓I發(fā)劑為氧化還原引發(fā)體系。所述氧化還原引發(fā)體系中的還原劑選自亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、抗壞血酸鹽；所述氧化還原弓I發(fā)體系中的氧化劑優(yōu)選自過硫酸鹽、過氧化氫。步驟(I)中所述與離子膜堿進(jìn)行中和時，中和反應(yīng)起始溫度為20°C 70°C ;步驟
(2)中聚合反應(yīng)起始溫度為40°C 95°C，該溫度保持時間為30iT30min ;步驟(6)中加熱干燥溫度為90°C 270°C，時間為3mirT300min。一種優(yōu)化的選擇是，所述前交聯(lián)劑選取聚乙二醇2000，所述后交聯(lián)劑聚選取乙二
醇二縮水甘油醚。
下面詳細(xì)解釋以上技術(shù)方案的要點及作用原理
丙烯酸中和程度控制在60°/Γ90%，優(yōu)選60°/Γ80%。丙烯酸的中和程度較低一方面影響產(chǎn)品的吸水倍率，另一方面也會使烘干后的物料變脆，增加粉碎過程中的微粉產(chǎn)生；丙烯酸的中和程度過高會影響單體聚合反應(yīng)活性，中和程度太高反應(yīng)活性就會降低。綜合以上兩方面因素而確定最佳中和程度。中和后丙烯酸和中和產(chǎn)物丙烯酸鈉的混合物在水溶液中的濃度為35°/Γ55%，優(yōu)選409Γ50%。質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低，聚合后所得凝膠由于含水量多，凝膠較軟、粘性偏大，在造粒過程中結(jié)塊嚴(yán)重不利于分散，并且干燥效率低，所需能耗增大；質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高則會由于單體濃度太高，聚合反應(yīng)熱量來不及及時擴(kuò)散而使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，不合格品增多。中和反應(yīng)起始溫度為20°C 70°C，優(yōu)選25°C 40°C。本發(fā)明采用的前交聯(lián)劑為具有兩個雙鍵的氮取代的酰胺類化合物、多元醇類化合物、二乙烯基類化合物、多元醇縮水甘油醚中的一種或者幾種。前交聯(lián)劑優(yōu)選N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、丁二醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基雙丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚類。其中，具有兩個雙鍵的氮取代的酰胺類化合物最優(yōu)選N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，多元醇類化合物最優(yōu)選聚乙二醇2000，二乙烯基類化合物最優(yōu)選聚乙二醇雙丙烯酸酯，多元醇縮水甘油醚最優(yōu)選聚乙二醇二縮水甘油醚。對于前交聯(lián)劑的選擇性復(fù)配可實現(xiàn)快速聚合且凝膠強度優(yōu)良，吸收倍率較高。前交聯(lián)劑的選擇還會影響可溶出物的含量。前交聯(lián)劑的用量為丙烯酸單體質(zhì)量的O. 19Γ0. 8%，優(yōu)選O. 19Γ0. 5%。向中和液中加入前交聯(lián)劑和引發(fā)劑后，開始發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)的起始加熱溫度為40°C 95°C，優(yōu)選40°C 70°C。當(dāng)溫度過低時，反應(yīng)太慢無法實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；溫度過高時，反應(yīng)太劇烈易爆聚，產(chǎn)品質(zhì)量下降。交聯(lián)聚合反應(yīng)時間30s 30min,優(yōu)選lmirTlOmin。聚合時反應(yīng)放熱，溫度會上升至100°C 120°C。如果前交聯(lián)劑使用的是聚乙二醇2000，由于聚乙二 醇2000具有較好的分散作用，故而其后的造粒過程無需添加除水以外的表面活性劑。本發(fā)明采用氧化還原體系作為引發(fā)劑。所述的氧化還原引發(fā)體系中的還原劑優(yōu)選亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、抗壞血酸鹽；氧化劑優(yōu)選過硫酸鹽、過氧化氫。交聯(lián)聚合反應(yīng)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，本發(fā)明在粉碎過程中產(chǎn)生的微粉通過二次造粒后再和粉碎凝膠顆粒一起通入擠出式絞肉機(jī)混合，之后再次烘干破碎。而微粉的二次造粒是使用微型螺桿輸送微粉至一較大螺桿中，在較大螺桿入口處同時加入水、氣相二氧化硅，通過較大螺桿混合后通入擠出式絞肉機(jī)。本發(fā)明的熱處理液可以通過一種或者幾種后交聯(lián)劑的組合得到。后交聯(lián)劑包括多元醇化合物，如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1，5-戊二醇等；多價環(huán)氧化合物，如乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚等；有機(jī)碳酸鹽化合物，如碳酸乙烯酯。熱處理液的用量為每100份樹脂顆粒，優(yōu)選O. Γ5重量份，更優(yōu)選O. 2^2重量份的熱處理液。所述的樹脂顆粒與熱處理液混合均勻后加熱干燥采用的溫度為90°C 270°C，優(yōu)選140°C 210°C。干燥時間在3min 300min,優(yōu)選IOmin 150min。將樹脂顆粒經(jīng)過表面處理后得到抗壓吸水倍率高、凝膠強度高、流動性好、通液性能好的高吸水性樹脂。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于
本發(fā)明在聚合反應(yīng)中加入前交聯(lián)劑如聚乙二醇2000，與后交聯(lián)劑如聚乙二醇二縮水甘油醚相配合，很自然的將反應(yīng)物徹底的結(jié)合到吸收樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，在熱處理過程中更易得到具有較高加壓性能的高吸收樹脂。另外本發(fā)明在通過微粉二次造粒，減少了產(chǎn)品中微粉的含量，更有利于產(chǎn)品最終粒徑的調(diào)節(jié)；并且創(chuàng)新性的在微粉造粒過程中添加氣相二氧化硅，使之更牢固的結(jié)合在樹脂表面，避免了在熱處理后添加氣相二氧化硅在產(chǎn)品中產(chǎn)生大量粉塵。
具體實施例方式實施例1
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生`產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 6份聚乙二醇二縮水甘油醚混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在140°C加熱烘干60min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例2
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在30°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到70°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g，60s后開始反應(yīng)，反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 6份聚乙二醇二縮水甘油醚混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在210°C加熱烘干IOmin得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例3
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺O. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到40°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O . 3g, 5min后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 6份聚乙二醇二縮水甘油醚混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在90°C加熱烘干150min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例4
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 5份聚乙二醇二縮水甘油醚、O. 5份碳酸乙烯酯混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例5
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 5份聚乙二醇二縮水甘油醚、O. 4份丙三醇混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例6
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并 進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅3. 5g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 5份聚乙二醇二縮水甘油醚、O. 4份1，3-丙二醇混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例7
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉O. 3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅O. 5g，得到結(jié)塊的微粉顆粒； (5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 4份1，3_丙二醇、O. 5份碳酸乙烯酯混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例8
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇雙丙烯酸酯6000. 9g，聚乙二醇2000 0. 36g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉
O.3g、亞硫酸鈉O. 3g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 6份聚乙二醇二縮水甘油醚混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例9
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇20000. 3g，N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺O. 03g，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過氧化氫
0.8g、亞硫酸氫鈉O. 6g,85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)`對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 6份聚乙二醇二縮水甘油醚、
1.2份1，3-丙二醇混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實施例10
(1)將300g高純丙烯酸加入2000ml的配有攪拌器、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口燒瓶內(nèi)，之后通過滴液漏斗加入150g去離子水，隨后在對燒瓶進(jìn)行冷水浴,燒瓶內(nèi)部溫度控制在40°C以下的條件下，通過滴液漏斗向燒瓶內(nèi)滴加380.1g濃度為32wt%的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)；
(2)繼續(xù)加入交聯(lián)劑聚乙二醇20000. 4g，聚乙二醇二甲基雙丙烯酸酯1. Sg，把混合均勻的中和液倒入2000ml的燒杯中，電爐加熱到58°C，在攪拌狀態(tài)下加入引發(fā)劑過硫酸鈉
O.lg、亞硫酸鈉O. lg, 85s后開始反應(yīng),反應(yīng)完成得到水凝膠；
(3)將步驟(2)所得水凝膠烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉，微粉保留至下一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時使用；
(4)然后用小型絞肉機(jī)對上一次生產(chǎn)高吸收性樹脂時步驟(3)產(chǎn)生的微粉40g進(jìn)行二次造粒，造粒時加入去離子水60g，氣相二氧化硅1. 2g，得到結(jié)塊的微粉顆粒；
(5)用另一型號稍大的小型絞肉機(jī)對步驟(3)所得到的粉碎凝膠顆粒進(jìn)行造粒，造粒同時加入步驟(4)得到的微粉顆粒，之后在190°C的溫度下對造粒樣進(jìn)行烘干，得到413g含水量約為2%的高吸收樹脂大顆粒，之后利用輥式研磨機(jī)對其進(jìn)行研磨、篩分，得到符合粒徑需求的樹脂顆粒。(6)最后對樹脂顆粒進(jìn)行熱處理。先將3份蒸餾水、O. 5份聚乙二醇二縮水甘油醚、
O.4份碳酸乙烯酯混合得到混合液，接著將100份樹脂顆粒與上述混合液混合，在190°C加熱烘干25min得到最終產(chǎn)物高吸收性樹脂SAP。實驗結(jié)果檢測
一、O. 9%鹽水吸收倍率測試
1.1測試原理
將稱量好的樣品放入一個布包中。再將布包放入液體中進(jìn)行吸收，在吸收到飽和階段后，將布包去除，在滴掉多余的水份后，通過稱量樣品的重量計算液體吸收量。1. 2氯化鈉溶液，C(NaCl) =0.9 %按重量比
稱9克(精確到O.1克)氯化鈉到I升容量瓶，加去離子水稀釋到刻度，搖勻。1. 3測試方法稱量SAP高吸收性樹脂樣品O. 2g (精確到O. 0005g),記錄質(zhì)量為ms I將稱取好的待測樣品放入布包中并密封。如果要超過5分鐘才開始測試，待測樣品稱重和密封好后要放入干燥器中。在盤中注入O. 9%氯化鈉溶液。每I升這樣的溶液中最多浸泡10個這樣的布包后就需要更換。將布包里的測試樣品平攤到布包的邊沿，使樣品水平均勻地分布于布包中。先將布包于氯化鈉溶液表面浸濕I分鐘，然后將布包壓入液面下。并用合適的方法去除包中的氣泡。(30±1)分鐘后，將布包從氯化鈉溶液中取出。將包的兩個密封角拎起懸掛于繩上 (10±1)分鐘左右，去除多余的鹽溶液。稱量每個布包的重量并記錄。兩個空包的重量為mbl和mb2，載有SAP高吸收性樹脂的布包重量分別為mwl和mw2。同時做空白試驗。1. 4 計算
權(quán)利要求
1.一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于將丙烯酸或丙烯酸鈉用堿中和后，加入前交聯(lián)劑及引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)；得到水凝膠后烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉；對所述微粉進(jìn)行二次造粒，所述二次造粒過程中加入氣相二氧化硅，然后與粉碎凝膠顆粒再一起進(jìn)行造粒；所得造粒料混入水和后交聯(lián)劑組成的熱處理液中進(jìn)行表面處理，即得本高吸收性樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于具體步驟為 (1)將丙烯酸與水混合，然后加入氫氧化鈉進(jìn)行中和，中和程度為60% 90%,中和后丙烯酸和丙烯酸鈉混合物在水中的濃度為35°/Γ55% ； (2)然后向反應(yīng)體系內(nèi)加入前交聯(lián)劑，混合均勻，然后再加入引發(fā)劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到水凝膠；所述前交聯(lián)劑的用量為步驟(I)所得丙烯酸單體質(zhì)量的O. 19Γ0. 8% ;所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酸單體質(zhì)量的O. 05% O. 5% ； (3)將步驟(2)所得水凝膠進(jìn)行烘干并粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生水凝膠微粉； (4)對步驟(3)所得水凝膠微粉進(jìn)行二次造粒，二次造粒時加入質(zhì)量為水凝膠微粉質(zhì)量Γ2倍的去離子水和質(zhì)量為水凝膠微粉質(zhì)量(Γ3%的氣相二氧化硅，將三者混合均勻得到結(jié)塊的水凝膠微粉顆粒； (5)將步驟(3)所得粉碎凝膠顆粒和步驟(4)所得水凝膠微粉顆?；旌显炝?，烘干，得到樹脂顆粒，所述水凝膠微粉顆粒的用量為步驟(6)所得高吸性收樹脂顆粒質(zhì)量的10%"15% ； (6)將蒸餾水和后交聯(lián)劑混合得到熱處理液，與步驟(5)所得樹脂顆?；旌希瑢⑵浼訜岣稍锛纯傻玫奖靖呶招詷渲?；所述后交聯(lián)劑的質(zhì)量為最后得到的高吸性收樹脂顆粒質(zhì)量的O. 5°/Γ2% ;所述熱處理液的用量為每100份樹脂顆粒使用O. Γ5重量份熱處理液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述前交聯(lián)劑為具有兩個雙鍵的氮取代的酰胺類化合物、多元醇類化合物、二乙烯基類化合物、多元醇縮水甘油醚中的一種或者幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述前交聯(lián)劑選自Ν，Ν’ -亞甲基雙丙烯酰胺，聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、丁二醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇雙丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基雙丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚類中的一種或者幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述后交聯(lián)劑為多元醇類化合物、多價環(huán)氧化合物、有機(jī)碳酸鹽化合物中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述多元醇類化合物包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇；所述多價環(huán)氧化合物包括乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚；所述有機(jī)碳酸鹽化合物包括碳酸乙烯酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述氧化還原引發(fā)體系中的還原劑選自亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、抗壞血酸鹽；所述氧化還原引發(fā)體系中的氧化劑優(yōu)選自過硫酸鹽、過氧化氫。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于 步驟(I)中所述與離子膜堿進(jìn)行中和時，中和反應(yīng)起始溫度為20°C 70°C ； 步驟(2)中聚合反應(yīng)起始溫度為40°C 95°C，該溫度保持時間為30s 30min ； 步驟(6)中加熱干燥溫度為90°C 270°C，時間為3mirT300min。
10.根據(jù)權(quán)利要求Γ6所述的一種高吸收性樹脂的制備方法，其特征在于所述前交聯(lián)劑選取聚乙二醇2000，所述后交聯(lián)劑聚選取乙二醇二縮水甘油醚。
全文摘要
一種高吸收性樹脂的制備方法，將丙烯酸或丙烯酸鈉用堿中和后，加入前交聯(lián)劑及引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)；得到水凝膠后烘干并進(jìn)行粉碎，粉碎過程中得到粉碎凝膠顆粒的同時，還會產(chǎn)生分散的微粉；對所述微粉進(jìn)行二次造粒，所述二次造粒過程中加入氣相二氧化硅，然后與粉碎凝膠顆粒再一起進(jìn)行造粒；所得造粒料混入水和后交聯(lián)劑組成的熱處理液中進(jìn)行表面處理，即得本高吸收性樹脂。本發(fā)明綜合考慮了高吸收樹脂在生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)，從中和階段開始就對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，最后在較少的能耗以及較高的標(biāo)準(zhǔn)下獲得具有優(yōu)良指標(biāo)的高吸收樹脂；本發(fā)明制備的高吸收性樹脂適用于農(nóng)林園林、沙漠治理、日用衛(wèi)生材料，尤其適用于日用衛(wèi)生材料行業(yè)。
文檔編號C08F290/06GK103059327SQ201210573358
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者杭淵, 徐亮, 裴小蘇, 潘偉, 洪錫全 申請人:宜興丹森科技有限公司