[发明专利]均匀密度浮床白球树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机高分子材料的合成方法，具体说涉及一种聚苯乙烯浮床白球树脂的制备方法。

背景技术

在工业水处理系统所使用的离子交换器等装置中，尤其是浮动床离子交换器的内部，经常会用到一种密度较低的惰性覆盖层树脂覆盖在水面上，即浮床白球树脂。一般情况下选用的是球型微发泡聚苯乙烯。通常的方法是把含有发泡剂的聚苯乙烯球放入水中加热或者把球体送到流化床干燥器中加热，使球体受热软化膨胀，冷却后经筛选，选出所需要的粒度，即可作为该用途的产品。

专利CN1044943描述了一种可发性聚苯乙烯珠粒的热水预发工艺，在水中加入发泡剂使珠粒在高温泡沫包围中受热膨胀预发，可避免珠粒的粘结。这种珠粒可以用在水处理交换器中做浮床树脂。

由于上述方法对聚苯乙烯球的发泡程度难以控制，树脂球与球之间的密度差异较大，且球体的粒度范围也较宽。

在工业水处理装置上使用密度不均匀的覆盖层树脂，在树脂床内受压条件下，易发生变形和板结，造成一些低密度的球体容易被水流冲蚀，变成碎片阻塞水帽，增大了床层的压差，给水处理装置的正常运行带来了不便。

发明内容

根据现有浮床白球树脂制备方法存在的问题，本发明提出了一种密度均匀、不易于变形破碎、均匀粒度的浮床白球树脂的制备方法。

解决上述技术问题所采取的具体技术措施是：一种均匀密度浮床白球树脂的制备方法，其特征在于：

本发明所提供的浮床白球树脂是一种含有微孔结构的苯乙烯聚合物，其堆积密度为0.10～0.55g/ml，其树脂的粒度为0.8～3.0mm；

本发明具有上述特殊结构的浮床白球树脂是通过以下步骤制备的：

(1)制备聚苯乙烯球体

在常规聚合装置中，将100份苯乙烯中加入0.2～1份过氧化苯甲酰组成油相，将100份水中溶入0.05～1份水溶性分散剂组成水相，将油相和2～5倍水相分别投入反应釜中进行悬浮聚合，聚合温度为60～98℃，聚合分两阶段进行，第一阶段聚合温度为60～85℃，聚合时间为3～8小时，优选为4～5小时，第二阶段聚合温度为86～98℃，聚合时间为4～10小时，优选为5～8小时，在聚合反应结束后，加入苯乙烯质量1～5％的发泡剂，在0.1～1.0MPa条件下，用空压机将发泡剂压入聚合釜，升温至105～115℃，保温3～8小时，经降温、水洗、晾干，得到湿真密度1.02～1.05g/ml，堆积密度0.64～0.70g/ml，粒径0.5～2.0mm的球状颗粒；

水溶性分散剂为聚乙烯醇或明胶或羟乙基纤维素或磷酸三钙与羟乙基纤维素组成的复合分散剂；

发泡剂为正戊烷或异戊烷或液化石油气。

(2)白球树脂制备

在悬浮反应器装置中，将风量调节阀调到0.2～10kPa的位置，待温度达到90～110℃时，将加入加料斗中的球状珠体，向悬浮反应器中流加，球粒在悬浮反应器中的停留时间为20～300秒，然后依靠风力的作用，成型的树脂粒子从悬浮反应器上部进入接收器，制成粒径0.8～3.0mm，堆积密度0.10～0.55g/ml的白球树脂。

本发明具有如下特点：

1.聚合工艺的第一段可以在60～85℃温度条件下实现，低的聚合温度有利于增大聚合物的分子量，提高白球树脂的强度。而现有工艺的初始聚合温度为85～90℃。

2.发泡剂的加入量为苯乙烯质量的的1～5％之间，较低的发泡剂量也使得白球树脂的强度提高，减少白球树脂泡孔不均匀、容易穿孔的缺点，降低了成本。而现有常规的可发聚苯乙烯工艺要求发泡剂的含量达到苯乙烯质量的5.3～9％。

3.在稳定的压力下，受热的含发泡剂的球体在悬浮反应器内膨胀，形成均匀密度的白球树脂。

4.悬浮反应器内设置风力分布器、稳压板、导流筒，可以使树脂球粒在反应器内均匀受热，稳步成长。

这是与其它专利所述的方法完全不同的。

本发明的有益效果：由本发明提供的聚苯乙烯球体的制备方法在较低温度和比较少的发泡剂含量条件下实现，使白球树脂的泡孔均匀，不形成气泡穿孔现象。

由本发明提供的制备树脂的方法通过调节风量和温度，能够控制球体的密度，制成的聚苯乙烯白球树脂具有粒度、密度均匀一致、机械强度好，不易于变形破碎的特点。同时，由于本发明提供的方法可以制备不同密度层次的均质材料，使材料的使用范围扩大，除可满足水处理交换器作为覆盖层的需要之外，也可以用作净水器的过滤层使用。另外由于经本方法制取的聚苯乙烯树脂有出众的均质稳定性，该树脂也可以成为高发泡倍率苯乙烯聚合物材料的中间体，而进一步加工成板材、建筑材料、保温材料和包装材料。