[发明专利]分步悬浮聚合制备用于离子交换树脂珠粒的方法

说明书

本发明公开的一种分步悬浮聚合制备用于离子交换树脂的聚合物珠粒的方法是以非极性或极性单体为原料，采用复配分散剂和复配引发剂体系，并将单体先进行预聚，然后再进行悬浮聚合的工艺来制备用于离子交换树脂前体的凝胶型聚合物珠粒，或者在上述工艺的单体中添加极性或非极性致孔剂来制备用于离子交换树脂前体的大孔型聚合物珠粒。本发明制备的珠粒粒径，不仅在0.3～0.8mm范围的合格收率可达到92～94％，在0.02～0.04mm的收率也可达到81～90％，白球粒径的均匀性也得到显著提高，且制备过程不需要添加食盐，既可提高收益，又可节约成本，经济效益十分可观。

技术领域

本发明属于离子交换树脂前体的聚合物珠粒的制备技术领域，具体涉及一种分步悬浮聚合制备用于离子交换树脂珠粒的方法。

背景技术

20世纪40年代以来，悬浮聚合工艺逐渐成为合成多种聚合物最重要的方法之一，已在世界范围大规模工业化半个多世纪。截至目前，依然是聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯酸酯类等聚合物的重要合成方法之一。其中，尤其作为合成各种类型离子交换树脂和大孔吸附树脂的聚合物珠粒前体(行业俗称白球)，国内外几乎无例外均采用悬浮聚合工艺生产。

悬浮聚合工艺主要以水作为分散介质，在其中添加适量(以水计0.1～1％)的分散剂如明胶、聚乙烯醇或纤维素醚等，并将溶解有适量(以单体计0.2～1％)引发剂的疏水性单体如苯乙烯或丙烯腈等加入水相中(水/单体的体积比为1.2～3.0)，在机械搅拌剪切力的作用下，使单体被分散为细小的液滴，再按照设定程序升高温度至65～95℃聚合大约8小时，细小的单体液滴即转化为粒径为0.1～0.9mm的球形聚合物白球。

常规的悬浮聚合工艺虽有因分散介质为水而带来的无毒价廉、散热容易、聚合物珠粒较纯净、生产成本较低等主要特点，但是其也存在两个较突出的缺陷：

首先，白球粒径的均匀性较差。按照国家标准粒径0.3～0.8mm范围的合格白球收率只能达到85～90％(以单体重量计)；其次，对于极性或水溶性较高的单体如甲基丙烯酸甲酯等，或者需要再添加极性有机致孔溶剂如各种醇类制备大孔白球时，必须在分散介质水中添加8～15％的无机盐如食盐等，否则单体溶解损失大大增加且难于成球，这不仅会带来资源浪费、成本增加和母液污染加重的弊端(钱庭宝.离子交换剂应用技术[M].天津:天津科学技术出版社,1984:20-35)。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种分步悬浮聚合制备用于离子交换树脂珠粒的方法。

本发明提供的一种分步悬浮聚合制备用于离子交换树脂的聚合物珠粒的方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下：

将分散剂Ⅰ和分散剂Ⅱ加入纯水中，于室温使其充分溶解，然后将依次加入的乙烯类单体、二乙烯类交联剂、引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ于室温使其充分溶解，并置于30～60℃的水浴中预聚合5～60分钟之后，在搅拌速度100～1000转/分钟下将其滴加到溶有分散剂的水溶液中，再升温至65～95℃悬浮聚合6～10小时即可，各物料以100质量份的纯水计，分散剂Ⅰ为0.5～1份，分散剂Ⅱ为0.05～0.1份，乙烯类单体为30～40份，二乙烯类交联剂为10～15份，引发剂Ⅰ为0.25～0.5份，引发剂Ⅱ为0.01～0.06份，或

将分散剂Ⅰ和分散剂Ⅱ加入纯水中，于室温搅拌使其充分溶解，然后将依次加入的乙烯类单体、二乙烯类交联剂、致孔剂、引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ于室温使其充分溶解，并置于30～60℃的水浴中预聚合5～60分钟之后，在搅拌速度200～300转/分钟下将其滴加到溶有分散剂的水溶液中，再升温至65～95℃悬浮聚合6～10小时即可，各物料以100质量份的纯水计，分散剂Ⅰ为0.5～1份，分散剂Ⅱ为0.05～0.1份，乙烯类单体30～40份，二乙烯类交联剂10～15份，致孔剂为24～55份，引发剂Ⅰ为0.25～0.5份，引发剂Ⅱ为0.01～0.06份。

以上方法中所述的分散剂Ⅰ为明胶或聚乙烯醇；分散剂Ⅱ为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的任一种。