[发明专利]一种反相悬浮聚合制备吸水性树脂的方法

说明书

本发明公开了一种反相悬浮聚合制备吸水性树脂的方法，包括如下步骤：(1)将水相混合液和油相溶液混合后进行第一阶段的反相悬浮聚合反应，得到第一悬浮液，所述油相溶液中含有石油烃类溶剂及溶解的可聚合表面活性剂；(2)向所述第一悬浮液中继续加入水相混合液进行第二阶段的反相悬浮聚合反应，得到第二悬浮液；(3)将第二悬浮液脱除残余的油相和水，然后干燥即可得到吸水性树脂。本发明在多次聚合中能够避免剧烈降温而引起的稳定性下降、能耗损失以及效率降低，并且借助后续的操作工艺实现了不同产品形貌和粒径的转变。

技术领域

本发明涉及树脂制备技术领域，具体涉及一种反相悬浮聚合制备吸水性树脂的方法。

背景技术

高吸水性树脂是一种轻度交联的高分子化合物，由于其强大的吸水与保水能力，被广泛用于纸尿裤、卫生巾等的卫生材料领域，电缆用阻水材料以及农林、园艺专用的保水剂等。作为卫生材料中使用的吸水性树脂，已知有聚丙烯酸部分中和物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的中和物、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物等。其中最重要的是聚丙烯酸的部分中和物。

作为这种吸水性树脂的制造方法，已知有水溶液聚合法、反相悬浮聚合法等。其中反相悬浮聚合制备的吸水性树脂由于其独特的产品形貌与极快的吸液速率，在轻薄化尿片市场的趋势下，在国内复合芯体市场上形成了独一无二的竞争优势，占据了很大部分的市场份额。虽然反相悬浮聚合不需要经过粉碎造粒工序且其聚合热容易移除，但是其聚合过程复杂且工序较多，对工艺与设备的要求较高，目前只有日本住友精化株式会社具有工业化生产能力。

反相悬浮聚合本身是一种热力学不稳定体系，体系需要在大量的分散剂和强烈搅拌下才能维持亚稳态。而传统意义上的反相悬浮聚合制备的吸水性树脂产品的粒径通常比较小(小于150微米)，满足不了生理卫生领域对吸水性树脂的粒径要求(150-850微米)，因而住友精化(CN 1053796A)将次加料引入其中，可以获得满足粒径要求的产品。但是需要将一段聚合结束后的温度降低至室温以下，使得常规的表面活性剂析出(溶解性下降)，进而丧失绝大部分分散与保护能力。如此一来，新加入的单体液滴由于缺少分散剂的保护作用，便会溶胀粘连在一段聚合得到的吸水性树脂颗粒上，使得粒径变大，产品由单个的球型颗粒变为团聚态的葡萄串状颗粒。但是，这一种方法(参见专利CN 104507565B、CN101466740B)需要将体系温度由聚合温度降低至室温，否则不能获得所需粒径的产品(参见专利CN 100439425C)，因此除了浪费大量的能源外，对于生产效率和生产稳定性都有巨大的损失；并且吸水性树脂表面吸附的小分子分散剂在存储和应用过程中会发生部分迁移，造成流动性下降以及应用性能降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种反相悬浮聚合制备吸水性树脂的方法，在多次聚合中能够避免剧烈降温而引起的稳定性下降、能耗损失以及效率降低，并且借助后续的操作工艺实现了不同产品形貌和粒径的转变。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种反相悬浮聚合制备吸水性树脂的方法，包括如下步骤：

(1)将水相混合液和油相溶液混合后进行第一阶段的反相悬浮聚合反应，得到第一悬浮液，所述油相溶液中含有石油烃类溶剂及溶解的可聚合表面活性剂；

(2)向所述第一悬浮液中继续加入水相混合液进行第二阶段的反相悬浮聚合反应，得到第二悬浮液；

(3)将第二悬浮液脱除残余的油相和水，然后干燥即可得到吸水性树脂。

其中，步骤(1)和步骤(2)中所述的水相混合液中含有水溶性烯属不饱和单体、引发剂和内交联剂。

在本发明中，步骤(1)中所述的油相溶液中的石油烃类溶剂为脂肪烃、脂环烃或芳香烃中的一种或多种；优选地，所述脂肪烃为正戊烷、正己烷、正庚烷或石油醚中的一种或多种，所述脂环烃为环戊烷、甲基环戊烷、环己烷或甲基环己烷中的一种或多种，所述芳香烃为苯、甲苯或二甲苯中的一种或多种。