制备水溶性聚合物凝胶颗粒的方法技术

以聚合水溶性乙稀基单体的水溶液制备颗粒状聚合物凝胶的方法，该方法是通过破碎机将聚合物凝胶破碎成颗粒，使用在表面具有许多环形凸出部分或槽的对辊将聚合凝胶切成条，对辊互以反方向旋转，相互啮合，切割输入到对辊之间的凝胶．然后以固定刀片和旋转刀片的联合作用凝胶条切成颗粒．用立式切割机可进一步将所得到的凝胶颗粒加工成更细的颗粒，该切割机由至少一个垂直的固定刀片和一个旋转刀片构成，旋转刀片在其刀刃和固固刀片的刀刃之间即可转动又可直立．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及制备粉状水溶性乙烯基聚合物凝胶的方法，特别是制备颖粒状水溶性乙烯基聚合物的方法；而该法不降低聚合物的质量，也不降低分子量，并能减小聚合物颗粒之间的相互粘合。水溶性丙烯酸聚合物，特别是丙烯酰胺均聚物，以丙烯酰胺为主要成分而与其他可共聚的单体形成的共聚物，或丙烯酰胺均聚物以及丙烯酰胺共聚物的碱解产物都被广泛用作上胶剂，粘度组分，土壤改进剂，废水处理剂，原油回收剂等。采用本体聚合，悬浮聚合，乳液聚合或溶液聚合，都已制备出了水溶性丙烯酰胺聚合物。通常，主要采用单体水溶液聚合，因为这样可制得高分子量的聚合物。用水溶液聚合的方法，制备具有很高分子量的和良好水溶性的聚合物时，必须尽最大可能地防止在聚合阶段发生交联反应，这就要求在比较温和的条件下制备聚合物，例如，在比较低的单体浓度条件下进行聚合。近年来，从经济观点出发，例如考虑到运输费用和贮藏费用，人们需要的是粉末状水溶性聚合物，而不是聚合物的水溶液。在低浓单体条件下，水溶液聚合方法的缺点是，在粉化时，制得的聚合物必须进行干燥，以便蒸发掉大量的水，从而导致粉化过程使用费用的增加。另外，通常使用碱性物质或其他同类物质，对丙烯酰胺聚合物凝胶进行局部水解，也已制得了局部水解了的丙烯酰胺聚合物。在那种场合下，由于需要使碱性物质渗透入凝胶内部，以便能均匀地进行局部水解，所以使用的聚合物凝胶也应具有较低的浓度。另一方面，使用低浓度聚合物凝胶的缺点是，增加了用于蒸发水的费用；聚合物凝-->胶粒子之间相互粘合而形成附聚物，而附聚作用则明显地降低了干燥阶段时聚合物粒子的干燥效率。为了消除上述缺点，人们已经进行了下述研究，即研究在尽可能高的单体浓度下实行聚合的工艺，以及减少粉化阶段的使用费用的研究。乙烯基单体例如丙烯酰胺和丙烯酸，具有发生交联反应而形成三维网状结构的明显倾向。因此，实际上，为了避免交联反应的发生，聚合反应不可避免地应在温和的条件下进行，特别是要在较低的单体浓度下进行，例如，阴离子单体或非离子单体的浓度按重量计最多为20-30％。用只含有丙烯酰胺的单体的水溶液，或用主要含有丙烯酰胺的单体的水溶液，在上述的低浓度条件下，进行聚合，这样制得的聚合产物是没有流动性的硬质凝胶或弹性凝胶。因此，如果制得的块状或片状聚合物凝胶，没有经过机械破碎成碎块，而要除去块状或片状聚合物凝胶中的水分，就必须把凝胶在高温下放置很长时间，结果分子量下降，以及由于加热干燥而伴随发生了交联反应，这样就显著地降低了产品的工业价值。所以，一般采用的方法是，先用机械方法，把块状或片状聚合物凝胶粉碎成粗颗粒，然后再进行加热干燥，从聚合物颗粒中除去水分。在广泛采用的干燥方法中，使用类似绞肉机那样的挤压机，把经过聚合反应得到的聚合物凝胶挤压成线股状的聚合物凝胶，然后进行加热干燥。但是，使用挤压机并不总是令人满意的，特别是当聚合物很硬时，由于聚合物对挤压机壁面的摩擦很大，从而不但机械效率降低了，而且由于摩擦热或机械力，使聚合物凝胶的质量变坏，并由于分子的断裂而导致分子量下降。-->为了减少挤压机的摩擦阻力，有人建议在挤压聚合物凝胶时，使用润滑剂，例如聚乙二醇或非离子表面活性剂。但是，为了能取得满意的效果，必须大量使用润滑剂，并且这样会造成不希望有的后果，例如，降低了产品的纯度，增大了聚合物粉末的稀粘程度，以及降低了聚合物粉末的流动性。为此，需要研究出一种粉碎聚合物凝胶的方法；而该方法又不会由于摩擦热和机械力致使产品质量下降，并且不降低其分子量。本专利技术的目的就是要解决上述问题，例如，在破碎或粉碎凝胶时，由于摩擦热和机械力引起的聚合物凝胶质量的降低，产品纯度的下降，粉末流动性的下降，以及在粉碎凝胶时，因使用润滑剂而产生的粉末稀粘程度的增大等问题。本专利技术的另一个目的是，提供一种能简易地粉碎水溶性乙烯基聚合物的含水凝胶的方法；而该方法不含使聚合物的质量下降，也不降低其分子量。本专利技术还有一个目的是，提供一种制备细粉状水溶性乙烯基聚合物凝胶的工艺，而该工艺能确保凝胶粉粒之间相互粘合，也不粘在设备上，并且该粉末又易于被干燥，而制得干粉并不会发生不希望有的聚合物交联反应。通过下文的说明，本专利技术的这些内容和其他的内容就很清楚了。本专利技术的一个主要内容是，提供一种从所制得的含水聚合物凝胶，制备聚合物凝胶颗粒的方法，而该含水聚合物凝胶则是通过水溶性乙烯基单体水溶液的聚合反应制得的，该法包括：将上述的聚合物凝胶加料到装有一对辊子的辊式切割机，该聚合物凝胶就被咬入这对辊子中；而在这对辊子的表面上，按预定的间隔距离，排列着许多环形的-->凸起(部分)或环形槽，这两个辊子彼此按不同的方向旋转，相互啮合。因此就把聚合物凝胶切割成条，然后通过固定刀片和旋转刀具的联合作用，使条状聚合物凝胶切成碎块，位于上述辊式切割机轴向位置的固定刀片，其长度至少等于该辊式切割机的全长，而旋转刀具则有一个可旋转的圆柱体，并在圆柱体表面上至少装有一片轴向的刀片。本专利技术的另一个内容是，用立式粉碎机把所得的聚合物凝胶碎块进一步粉碎成细粒，该立式粉碎机有一个壳体，在壳体内，沿着其垂直方向至少装有一片立式固定刀片，在壳体内还有可旋转的立式旋转刀片，在旋转刀片和固定刀片之间有一定的空隙，所装的筛网与壳体的内壁形成粉碎室，通过筛网可将已粉碎的凝胶细粒取出来。图1表示用于本专利技术的，包括辊式切割机在内的，破碎机具体设备备的正面图；图2表示图1的Line I-I的剖面图；图3表示图1所示的破碎机的平面图；图4表示图1所示的辊式切割机的啮合部分的局部说明图；图5表示在图4所示的啮合部分的局部展示图；图6表示用于本专利技术的立式粉碎机具体设备的横向剖面图；图7表示图6的Line II-II的剖面图；图8表示图6的Line III-III的剖面图；图9表示图6所示的筛网的简单透视图；图10表示用于本专利技术的桨式搅拌器具体装置说明图；以及图11表示图10的Line IV-IV的剖面图。本专利技术的方法可应用于水溶性乙烯基单体的聚合物，例如，水溶性丙烯酰胺聚合物，例如客少5％(重量)丙烯酰胺，特别是至少-->30％(重量)丙烯酰胺与其他水溶性乙烯基单体生成的共聚物，丙烯酸均聚物，异丁烯酸均聚物，或丙烯酸盐均聚物及异丁烯酸盐均聚物如它们的碱金属盐均聚物，水溶性阳离子丙烯酸聚合物，以及其他水溶性乙烯基聚合物。丙烯酰胺聚合物包括，例如，丙烯酰胺均聚物，异丁烯酰胺均聚物，或丙烯酰胺衍生物的均聚物及异丁烯酰胺衍生物的均聚物，如二烷基丙烯酰胺及丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的均聚物，以及丙烯酰胺，异丁烯酰胺或它们的衍生物与其他的水溶性乙烯基单体生成的共聚物。用于本专利技术的水溶性乙烯基单体的代表性实例是，例如，丙烯酰胺，异丁烯酰胺，乙烯化的不饱和磺酸如乙烯基磺酸；异丁烯酸；衣庚酸；或它们的盐，乙烯化的不饱和磺酸如乙烯基磺酸；2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸；或它们的盐，丙烯酸二烷基氨基烷基酯，异丁烯酸二烷基氨基烷基酯，与丙烯酸二烷基氨基烷基酯及异丁烯酸二烷基氨基烷基的酸生成的金属盐；季盐；和盐，二烷基氨基烷基丙烯酰胺，与二烷基氨基烷基丙烯酰胺的酸生成的金属盐；季盐和盐，二烯丙基胺化合物例如与二烯丙基胺的酸生成的盐；和二烯丙基二烷基铵盐，等等。但水溶性乙烯基单体不限于此。水溶性乙烯基单体可以单独使用，或使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物凝胶颗粒的方法，其特征在于使水溶性乙烯基单体的水溶液聚合得到含水聚合物凝胶，以此来制备聚合物凝胶颗粒，该方法包括：将聚合物凝胶输入到带有对辊式的辊式切割机中，以使聚合物凝胶片被挤入对辊，在对辊表面有许多固定间隙的环形凸出部分和槽，对辊互以反方向旋转，彼此啮合，以使将聚合物凝胶制成条，用固定切割刀片和旋转切割刀具将凝胶条切成片，固定切割刀片延伸到辊式切片机的轴向，至少要超出辊式切片机的全长，旋转切割刀具包括一个可转动的筒体，在它的表面沿着轴向至少装有一片切割刀片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1984-11-6 233560/84;JP 1984-11-6 233561/1984;JP1.一种制备聚合物凝胶颗粒的方法，其特征在于使水溶性乙烯基单体的水溶液聚合得到含水聚合物凝胶，以此来制备聚合物凝胶颗粒，该方法包括：将聚合物凝胶输入到带有对辊的辊式切割机中，以使聚合物凝胶片被挤入对辊，在对辊表面有许多固定间隙的环形凸出部分和槽，对辊互以反方向旋转，彼此啮合，以使将聚合物凝胶制成条，用固定切割刀片和旋转切割刀具将凝胶条切成片，固定切割刀片延伸到辊式切片机的轴向，至少要超出辊式切片机的全长，旋转切割刀具包括一个可转动的筒体，在它的表面沿着轴向至少装有一片切割刀片。2.根据权项1所述的方法，其特征在于在一移动的承载物体上进行聚合，将所生成的聚合物凝胶连续输入辊式切割机。3.根据权项1所述的方法，其特征在于用紫外线照射水溶性乙烯基基单体的水溶液来进行聚合。4.根据权项1所述的方法，其特征在于在通入温度不超过25℃冷空气的条件下进行切条和切片。5.根据权项1的方法所述，其特征在于将所得到的聚合物凝胶片进一步干燥。6.根据权项1的方法所述，其特征在于用立式切割机将所得到的聚合物凝胶进一步制成细颗粒，该立式切割机包括一个铸件，在垂直于铸件的方向至少装有一个垂直的固定切割刀片，在铸件上至少有一可转动并可直立的转动切割刀片，使旋转切割刀片的刀刃和固定切割刀片刀刃之间的缝隙尽可能的小，该立式切割机有一可使破碎的聚合物凝胶停留的滞留空间，聚合物凝胶片在该滞留空间的停留时间大约是3分钟。根据权项6的方法所述，其特征在于将通过聚合水溶性乙烯基单体水溶液而得的聚合物凝胶连续地切割，制成大小为3至20毫米的立方形聚合物凝胶片，将该凝胶以薄层的形式输入到移动承载物体上，用上述立式切割机将其制成平均粒度大小为0.3至3毫米的颗粒。8.根据权项7的方法所述，其特征在于用紫外光照射所说的水溶液薄层来进行聚合。9.根据权项6的方法所述，其特征在于连续地破碎聚合物凝胶片，同时将温度不高于25℃的冷空气通入所说的立式切割机。10.根据权项6的方法所述，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢田明，松北修策，河盛吉宏，斋藤孝夫，西山正，足立诚次，
申请(专利权)人：第一工业制药株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]