專利名稱：丙烯酸在制備高吸水樹脂時(shí)的中和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成高聚物時(shí)其單體的處理方法，確切地說是丙烯酸在制備高吸水樹脂時(shí)的中和方法。
背景技術(shù)：
丙烯酸是制備高吸水樹脂時(shí)廣泛采用的一種單體原料，在聚合之前通常都需用堿部分中和，所用的堿多為苛性堿。CN1290714A公開的油田、農(nóng)業(yè)專用高吸水樹脂，丙烯酸用氫氧化鈉或氫氧化鉀中和，中和度70～85％，聚合溫度50～70℃。CN1359974A公開的農(nóng)用高吸水性復(fù)合樹脂制備方法，丙烯酸用35％氫氧化鉀中和至pH5.6～6.0，聚合溫度60～80℃。之所以用氫氧化鉀是因?yàn)檗r(nóng)用高吸水樹脂應(yīng)避免鈉鹽型，鈉鹽會(huì)引起土壤鹽漬化，給土壤帶來不良影響。
用苛性堿中和丙烯酸時(shí)反應(yīng)劇烈放熱，使溶液溫度急劇升高乃至沸騰。丙烯酸是高活性單體，高溫下會(huì)引發(fā)一系列問題，如副反應(yīng)、熱聚合等，為保證高吸水樹脂的產(chǎn)品質(zhì)量，中和時(shí)均需強(qiáng)制冷卻以降低反應(yīng)液溫度。冷卻需要一套裝置，且消耗能源；此外，就同一聚合釜而言，一會(huì)兒冷卻降溫，一會(huì)兒加熱升溫，也給操作帶來了麻煩，甚至出現(xiàn)誤操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決用丙烯酸作單體制備高吸水樹脂時(shí)中和過程的放熱問題，其目的是使中和過程中體系的溫度接近室溫，無需冷卻。所謂接近室溫就是略高或略低于室溫，最好等同室溫。解決這一問題的技術(shù)方案就是使用弱堿中和。
氨水是弱堿，但實(shí)驗(yàn)證明，中和時(shí)仍放熱，有白煙，但是較之苛性堿要緩和得多。碳酸氫銨(下稱碳銨)溶于水(即與丙烯酸中和)時(shí)吸熱，使體系的溫度降低與室溫溫差達(dá)10℃之多，但若控制加料速度或配成水溶液緩緩滴加，可以使體系的溫度略低于室溫。若將兩者混合配制成混合銨使用可以使體系的溫度接近室溫，條件是碳銨在混合銨中的含量為20～80％(重量百分比，下同)，優(yōu)選25～75％。用碳銨含量為40～60％的混合銨中和時(shí)基本無放熱或吸熱現(xiàn)象，當(dāng)碳銨含量低于40％時(shí)微放熱，反之，當(dāng)高于50％時(shí)微吸熱。
使用碳銨或碳銨與氨水的混合銨中和時(shí)，反應(yīng)溫和、平穩(wěn)，可以室溫下進(jìn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以省去冷卻設(shè)備，并使聚合裝置和操作得以簡化。用部分中和的丙烯酸銨鹽聚合得到的高吸水性樹脂性能優(yōu)良，該樹脂尤其適合在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，不僅效果好，而且價(jià)格低廉，因?yàn)樘间@和氨水要比氫氧化鉀便宜得多。
具體實(shí)施例方式
非限定實(shí)施例敘述如下本發(fā)明使用碳銨即農(nóng)用化肥，含氮量17％左右，含水量＜5％。氨水可以是工業(yè)用氨水(含氨量20～25％)或農(nóng)用氨水(含氨量15％左右)。
1、將20g碳銨加入80g氨水(工業(yè)用或農(nóng)業(yè)用氨水)中攪拌溶解，即得碳銨含量為20％的混合銨100g，不同碳銨含量的混合銨的配制類推，直至碳銨含量80％。
2、取丙烯酸在室溫下用上述碳銨或混合銨中和，中和度60～80％，用水稀釋使單體丙烯酸銨濃度30％左右，供聚合用。
3、取上述丙烯酸銨單體溶液75g置于輻射瓶中，加入2g濃度為3～5％的PEGDA(聚乙二醇與(甲基)丙烯酸的雙酯化產(chǎn)物)，通氮驅(qū)氧后置于鈷源室內(nèi)預(yù)定劑量率處輻射一定時(shí)間，當(dāng)輻射劑量達(dá)0.8～2.2kGy時(shí)反應(yīng)結(jié)束，取出后粉碎、干燥即得高吸水樹脂，吸水率去離子水4500～6000g/g，鹽水(0.9％ NaCl)160～230g/g。
4、中和度60～80％的丙烯酸銨單體溶液與交聯(lián)劑混合后，除上述輻射引發(fā)聚合外還可以化學(xué)引發(fā)聚合，即加入化學(xué)引發(fā)劑過硫酸鉀，通氮脫氧后加熱聚合，干燥、粉碎即得高吸水性樹脂，吸水率去離子水3500～4500g/g，鹽水(0.9％NaCl)160～200g/g。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸在制備高吸水樹脂時(shí)的中和方法，其特征在于使用弱堿碳酸氫銨或碳酸氫銨與氨水配制的混合銨進(jìn)行中和，混合銨中碳酸氫銨的含量為20～80％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中和方法，其特征在于混合銨中碳酸氫銨的含量為25～75％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中和方法，其特征在于混合銨中碳酸氫銨的含量為40～60％。
全文摘要
一種丙烯酸在制備高吸水樹脂時(shí)的中和方法，使用弱堿銨或者碳銨與氨水配制的混合銨進(jìn)行中和，中和過程中體系的溫度可以接近室溫。本發(fā)明反應(yīng)溫和、平穩(wěn)，中和可以在室溫下進(jìn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以省去冷卻設(shè)置并使聚合裝置和操作得以簡化。用部分中和的丙烯酸銨鹽聚合得高吸水樹脂性能優(yōu)良，該銨鹽型樹脂尤其適合在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，不僅效果好，而且價(jià)格低廉。
文檔編號(hào)C07C57/04GK1528730SQ0313507
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者李布青, 楊劍波, 郭肖穎, 殷雄 申請(qǐng)人:安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究所, 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究