[其他]高吸水性树脂的制造方法

说明书

本发明涉及一个提供高吸水性树脂的方法。这种高吸水性树脂具有大量吸水和保水的功能，可以广泛地用于医疗卫生的吸水剂，土壤改良的保水剂或保墒剂、采矿泥浆的添加剂、高聚物的抗静电剂等方面。

众所周知，用丙烯腈聚合物在碱性水解后，所获得的水溶性产物，常常要用各种方法再作进一步处理，使水解产物的分子间相互交链，减少了在水中的溶解度后才能制成吸水性树脂，这些交链方法，有使用交链剂的化学法，有用热处理或射线照射处理的物理法等。在化学法交链中，如中国发明专利的申请公开说明书（CN85100849）中介绍，交链剂是硫酸铝〔Al₂（SO₄）₃·18H₂O〕或明钒〔KAl（SO₄）₂·12H₂O〕，当用硫酸铝时，其重量比是丙烯烯腈聚合物的0.2-1.5倍，当用明钒时，其重量比是丙烯腈聚合物的0.25-2倍。由于交链剂用量较多，交链处理后就必须除去过量的交链剂，由此来保证吸水性树脂的质量，其方法是用乙醇等有机溶剂把吸水性树脂沉析出来，再用过滤、洗涤除去过量的交链剂。这样，由于使用了沉析、过滤、洗涤，又加上回收乙醇和浓缩蒸馏乙醇等的辅助操作，操作中又会有一定量的乙醇要损失掉，故用这种工艺生产的吸水性树脂，存在生产工序多和成本高的缺点。

本发明的任务是提供一个工序简单，成本低的高吸水性树脂的制备方法。本发明是用丙烯腈聚合物为原料，先用碱液水解，再用甲醛作简单的交链处理，经直接脱水干燥即得高吸水性树脂。

本发明中所说的原料丙烯腈聚合物，也包括用丙烯腈为主要组份的共聚物，在水解中它可以由粉料、粒料等树脂形式出现，也可以用上述树脂加工成的聚丙烯腈纤维（下简称腈纶），特别也可以是腈纶生产中的各种废料如废丝、废胶块、以及回收的腈纶纱线织物等。本发明是用上述原料，先在碱性溶液中水解，再向水解后的溶液中加入甲醛进行交链处理，然后直接脱水干燥成含水量在2%以下的吸水性树脂，最后根据使用要求粉碎成一定细度。吸水性树脂的吸水率可以达到树脂自身重量的500倍以上，制造吸水性树脂的重量产率可以达到丙烯腈聚合物的140%以上。

丙烯腈聚合物水解中、碱用量太低，水解时间太长，设备效率降低，反之碱用量太高，水解产物中游离碱含量高，影响产品性能，也增加了制造中碱的消耗，一般适用的氢氧化钠对丙烯腈聚合物中氰基的摩尔比是0.3-1.7比1，水用量对丙烯腈聚合物中氰基摩尔比是15-35比1，水解反应在90-105℃温度的常压下进行，水解反应在4-8小时完成，向水解液中加入甲醛，再在90-95℃搅拌处理0.5-1小时，然后在100-160℃进行脱水干燥。交链处理中的甲醛用量不限，但用量太少，树脂的水溶性倾向增加，用量太多，游离甲醛量增高，且树脂吸水率有下降趋势，用量可根据吸水性树脂的性能要求进行选择。

本发明中吸水性树脂吸水率的测定方法是：称取试样0.1克（A），加水200毫升，使树脂吸水膨胀4小时以上，在古氏漏斗上用200目尼龙纱绢对树脂溶胀物进行自然淋除游离的水份，再在具有3G离心力的离心机上脱水半小时，称重吸水树脂的重量（W）。

吸水率（吸水倍数）＝

本发明具有的优点是：

1、能够使用的原料非常广泛，可以因地取材，适尽其用，特别在各种废料的利用中，将可降低生产成本;

2、吸水性树脂制造中不用沉析操作，故流程短、工艺简单、生产成本低。

实例一：丙烯腈聚合物粉料10.8份，加入蒸馏水81.1份和固体氢氧化钠8.1份，在90-105℃进行水解反应，直到用显微镜观察无颗粒状物存在为止，然后加入甲醛溶液0.25份，在90℃搅拌0.5小时，再在160℃脱水干燥，得到树脂17.5份，树脂的吸水率是540倍。

实例二：腈纶废丝7.2份，加入蒸馏水86.3份和固体氢氧化钠65份，在90-105℃进行水解，直到用显微镜观察无纤维状物存在为止，然后加入甲醛溶液0.3份，在90℃搅拌半小时，再在110℃脱水干燥，得到树脂11.2份，树脂的吸水率是520倍。

实例三：聚丙烯腈废胶块12.4份（用三氯化铁检验无硫氰酸钠存在），加入蒸馏水82.6份和固体氢氧化钠5.0份，在90-105℃进行水解，直到用显微镜观察无颗粒状物存在为止，然后加入甲醛溶液0.3份，在90℃搅拌半小时，再在120℃脱水干燥，得到树脂17.4份，树脂的吸水率是510倍。