[发明专利]一种电缆或光缆用高吸水树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高吸水树脂的制备方法，具体涉及一种具有孔隙率高、比表面积大、吸水速率快和高膨润度的高吸水树脂的制备方法。

背景技术

塑料绝缘电力电缆、通讯电缆、光纤电缆在运行中，缆芯电流会产生强大的电场，如果护套破损就会导致水的纵向渗透，使整个电缆网络由于水份浸入而产生种种故障，甚至造成电缆短路的事故，严重影响电缆网络的安全和使用质量。

电缆护套的纵向堵水材料目前国内外主要使用膨润堵水带（纱）或者堵水膏，解决水的纵向渗透。堵水膏加工繁琐、堵水效果差，膨润堵水带是以高吸水树脂为夹层作为填充材料，遇水迅速膨胀，阻止水的纵向渗透。电缆或光缆中纵向堵水带使用的高吸水树脂与用于纸尿片、纸尿裤、生理用品等卫生材料的高吸水树脂不同，除了要具有一定量的吸水倍率外，更要具有很快的吸水速度和膨胀高度，这样才能在很短时间内体积迅速膨胀，将缆芯与护套间的空隙堵住，阻止水的渗透，保证电缆或光缆的正常运行。

与水溶液聚合法制备高吸水树脂相比，反相悬浮聚合法制备的高吸水树脂具有更高的吸液速率和更低的单体残留量。中国专利CN1834122A公开了一种反相悬浮聚合丙烯高吸水树脂的制备方法，以丙烯酸为原料，单甘脂或十八醇磷脂与司盘60复配为分散剂制备高吸水树脂，吸水率在600ml/g以上。为了防止反相悬浮聚合过程中结块、粘壁，中国专利CN1903893A进一步公开了一种反相悬浮聚丙烯高吸水树脂制备方法中的防粘剂，如聚乙二醇-2000。

中国专利CN1053796A，CN1898270A，CN101479297A，CN1788022A采用多步反相悬浮聚合的方法，以获得大颗粒、少细粉、分布窄、水润性好的高吸水树脂并且提高了产率。然而，这些专利报道制备的高吸水树脂主要是满足应用于纸尿片、纸尿裤、生理用品等卫生材料性能要求，而对于电缆或光缆等特殊用途的应用还有一定差距，主要是吸液速率和膨润高度满足不了要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于电缆或光缆用的高吸水树脂的制备方法，将含有引发剂和交联剂的部分中和的丙烯酸溶液加入含有阴非离子表面活性剂及高分子保护胶体的石油烃中进行反相悬浮聚合，以获得具有孔隙率高、粒径小、吸水速率快、高膨润度的高吸水树脂。

传统的反相悬浮聚合方法，采用的分散剂主要是油包水型分散剂，HLB值在3-7之间，制备的高吸水树脂为有许多小球粘结成的葡萄串颗粒，密度和粒径较大。虽然与水溶液聚合相比，具有较快的吸液速率。但还是很难满足于电缆或光缆用的吸液速率和膨润高度。本申请采用聚氧乙烯类阴非离子表面活性剂作为分散剂，原因是环氧乙烷链在溶剂中呈弯曲不规则伸展，提供较大的空间位阻；同时，位于分子链末端的阴离子，具有较强的负电荷，致使体系电荷密度大、分布广，增加液滴的稳定性，并且易形成孔隙率高的不规则形状的高吸水树脂颗粒，大大提高了颗粒的比表面积，从而提高了高吸水树脂的吸液速率和膨润高度。

所述的用于电缆或光缆用的高吸水树脂的制备方法，包括以下步骤：

1）将阴非离子表面活性剂及高分子保护胶体加入溶剂中，加热至70～80℃，搅拌使其完全溶解；

2）丙烯酸单体在冰水浴中用氢氧化钠溶液中和，完毕后加入内交联剂和水溶性引发剂，即得部分中和的丙烯酸单体溶液；

3）将上述制得的部分中和的丙烯酸单体溶液滴加到步骤1）混合溶液中反应，结束后，升温至85～95℃，共沸脱水；脱水结束后，冷却至40～60℃进行过滤，无水乙醇洗涤，60～80℃下干燥30～60分钟，得高吸水树脂半成品；

4）用表面交联剂对高吸水树脂半成品进行表面交联处理，即得目标产物高吸水性树脂。

其中，上述制备方法中，所述的溶剂选自正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环辛烷、甲基环己烷等，优选正庚烷或环己烷。溶剂用量为丙烯酸单体质量的500-800%。

所述的阴非离子表面活性剂为聚氧乙烯类阴非离子表面活性剂，选自乙氧基化壬基酚磺酸基琥珀酸半酯二钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烷基醇聚氧乙烯硫酸铵盐、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸酯钠、聚氧乙烯十四烷基醚硫酸酯钠、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸酯三乙醇胺盐、聚氧乙烯十二烷基壬基醚硫酸酯钠、聚氧乙烯十二烷基癸基醚硫酸酯钠、聚氧乙烯酚醚硫酸铵。为了获得粒径小且分布窄的粒子，本发明优选乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半酯二钠盐或聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠，或两者的共混物。

所述的阴非离子表面活性剂的用量为丙烯酸单体质量的0.1%-15%，优选1%-10%。