一种耐盐碱高吸水树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，该方法以可再生的松香为原料，通过与顺丁烯二酸酐反应，进一步酸化、酰化，再与丙烯酸羟酯、多元醇、多元胺及醇胺等反应，制备得到了含有多吸水基团的可聚合松香，进而与丙烯酸等通过自由基共聚，将含有多吸水基团的松香基引入到高吸水树脂分子结构中。本发明专利技术制得的高吸水树脂，具有优良的耐盐碱性，同时吸水速度、保水性及凝胶强度得到改善，高吸水树脂的整体综合性能得到进一步提升，扩大了高吸水树脂的应用领域。应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐碱高吸水树脂及其制备方法


[0001]本专利技术公开涉及高吸水树脂
，尤其涉及一种耐盐碱高吸水树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]高吸水树脂是一类具有高吸水性能和保水性能高分子聚合物的统称，是一种新型功能高分子材料，在医药、生理卫生、石油、建材、日用品等方面具有广阔的应用前景。随着高吸水树脂制备技术的进步，在纯水这种理想环境中高吸水树脂的吸水速率、吸水倍率、凝胶强度等主要性能指标方面得到较大改善。然而随着应用领域的逐步拓展，实际吸水材料的工作环境远没有那么理想，海水、雨水、河水、尿液、血液、地下水等含盐碱的电解质溶液环境往往使得高吸水树脂的吸水膨胀性能不尽如人意，应用受到限制，因此研制新型耐盐碱高吸水树脂势在必行。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术公开提供了一种耐盐碱高吸水树脂及其制备方法，以实现改善高吸水树脂的耐盐碱性，提高吸水速度、保水性及凝胶强度，改善高吸水树脂的整体综合性能，扩大高吸水树脂的应用范围。
[0004]本专利技术提供的技术方案，具体为，一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1：将松香在氮气保护下加热至120～190℃，保持1～4h，缓慢加入顺丁烯二酸酐，加热反应3～15h，结束反应，冷却至室温，得到产物Ⅰ；
[0006]步骤1采用的原料松香是由松树分泌的黏稠液体经蒸馏而得到的一种天然树脂，是一种重要的可再生资源，已成为继纤维素、木质素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、天然橡胶等之后，又一个制备高分子材料的重要原料来源。松香的结构上基本是含有两个双键的一元酸的三环菲骨架的树脂酸，在受热时，树脂酸之间可以发生相互异构化，进而可以化学改性，制备出具有多羧基、羟基或氨基等吸水基团的可聚合松香衍生物。利用这种可聚合的松香衍生物作为高吸水树脂合成原料，不仅可以引入多样化的吸水基团，提高树脂的耐盐碱性能；松香分子结构提供较大的空间位阻，也有利于提高树脂交联网状结构的空间稳定性，提高吸水速度及保水性；此外，松香分子的刚性结构，有利于提高凝胶强度，改善高吸水树脂的综合性能。
[0007]步骤2：将产物Ⅰ用四氯化碳洗涤2～3次，并用乙酸重结晶1～2次，得到产物Ⅱ；
[0008]步骤3：将产物Ⅱ溶解于1mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在180～230℃高压设备中，高温加压反应4～15h后结束反应，冷却后用盐酸溶液中和至中性，经过滤、洗涤、干燥后，得到产物Ⅲ；
[0009]步骤4：向产物Ⅲ中加入缚酸剂，混合均匀后，在0～60℃条件下，缓慢加入酰化试剂，滴加完毕后，回流反应1～10h，结束反应，分离去除多余的酰化试剂，得到产物Ⅳ；
[0010]步骤5：将产物Ⅳ加入溶剂配制成质量浓度为3％～60％的溶液，并向溶液中加入丙烯酸羟酯、缚酸剂，和/或多元醇、多元胺、醇胺中的一种或多种，在氮气保护、0～80℃条件下，反应4～60h，结束反应，经洗涤、沉淀、分离，得到产物
Ⅴ
，备用；
[0011]步骤6：取丙烯酸在冰浴条件下用质量分数为5％～30％氢氧化钠或氢氧化钾溶液中和，得到中和的丙烯酸溶液，备用；
[0012]步骤7：20～60℃水浴中加入质量分数为0.05％～5％的分散剂和质量分数为5％～ 85％的分散介质，搅拌至分散剂完全溶解，然后加入质量分数为10％～60％中和的丙烯酸溶液、质量分数为5％～20％产物
Ⅴ
、质量分数为0.005％～10％交联剂，和/或质量分数为0％～60％共聚单体，搅拌至完全溶解，得到反应体系；
[0013]步骤8：向上述反应体系中滴加质量分数为0.01％～5％引发剂体系，并将反应温度升至40～70℃，反应1～8h后，结束反应，脱除水及分散介质，并用乙醇洗涤3～6次，干燥后粉碎，得到耐盐碱高吸水树脂。
[0014]优选地，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑ꢀ
二异丙基乙胺、4
‑
二甲氨基吡啶中的一种或多种；所述酰化试剂为二氯亚砜、草酰氯、三氯化磷、五氯化磷中的一种。
[0015]优选地，所述丙烯酸羟酯为2
‑
丙烯酸羟乙酯、3
‑
丙烯酸羟丙酯、4
‑
丙烯酸羟丁酯、 5
‑
丙烯酸羟戊酯中的一种或多种。
[0016]优选地，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、丙三醇、异丙醇、季戊四醇中的一种或多种；所述多元胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、二乙胺、三乙胺中的一种或多种；所述醇胺为乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺中的一种或多种。
[0017]优选地，所述分散剂为Hypermer B261、Span
‑
60、Span
‑
80、OP
‑
100；所述分散介质为环己烷、己烷、庚烷中的一种或多种。
[0018]优选地，所述交联剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸甘油脂、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或多种。
[0019]优选地，所述共聚单体为丙烯酰胺、丙烯醇聚氧乙烯醚、季戊四醇烯丙基醚、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、马来酸酐中的一种或多种。
[0020]优选地，所述引发剂体系为过硫酸铵水溶液、过硫酸钾水溶液、过硫酸铵
‑
尿素水溶液、过硫酸铵
‑
N
‑
异丙基羟胺水溶液、过硫酸铵
‑
亚硫酸钠、过氧化氢
‑
硫酸亚铁水溶液中的一种或多种。
[0021]本专利技术提供的一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，从分子结构设计角度，以可再生的松香为原料，通过化学改性，将含有多吸水基团的松香基引入到高吸水树脂分子结构中，得到的耐盐碱高吸水树脂其吸水速率及保水率明显提高，在0.9％盐溶液及5％碱溶液中具有良好的吸液性和保液性，吸液后其凝胶强度也得到明显改善，进一步拓展了高吸水树脂的应用领域。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术的公开。
具体实施方式
[0023][0024]为了解决现有技术中吸水树脂，在盐碱的电解质溶液环境中吸水膨胀性能差的问题，本实施方案提供了一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0025]步骤1：将松香在氮气保护下加热至120～190℃，保持1～4h，缓慢加入顺丁烯二酸酐，加热反应3～15h，结束反应，冷却至室温，得到产物Ⅰ；
[0026]步骤2：将产物Ⅰ用四氯化碳洗涤2～3次，并用乙酸重结晶1～2次，得到产物Ⅱ；
[0027]步骤3：将产物Ⅱ溶解于1mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在180～230℃高压设备中，高温加压反应4～15h后结束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将松香在氮气保护下加热至120～190℃，保持1～4h，缓慢加入顺丁烯二酸酐，加热反应3～15h，结束反应，冷却至室温，得到产物Ⅰ；步骤2：将产物Ⅰ用四氯化碳洗涤2～3次，并用乙酸重结晶1～2次，得到产物Ⅱ；步骤3：将产物Ⅱ溶解于1mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，在180～230℃高压设备中，高温加压反应4～15h后结束反应，冷却后用盐酸溶液中和至中性，经过滤、洗涤、干燥后，得到产物Ⅲ；步骤4：向产物Ⅲ中加入缚酸剂，混合均匀后，在0～60℃条件下，缓慢加入酰化试剂，滴加完毕后，回流反应1～10h，结束反应，分离去除多余的酰化试剂，得到产物Ⅳ；步骤5：将产物Ⅳ加入溶剂配制成质量浓度为3％～60％的溶液，并向溶液中加入丙烯酸羟酯、缚酸剂，和/或多元醇、多元胺、醇胺中的一种或多种，在氮气保护、0～80℃条件下，反应4～60h，结束反应，经洗涤、沉淀、分离，得到产物
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，备用；步骤6：取丙烯酸在冰浴条件下用质量分数为5％～30％氢氧化钠或氢氧化钾溶液中和，得到中和的丙烯酸溶液，备用；步骤7：20～60℃水浴中加入质量分数为0.05％～5％的分散剂和质量分数为5％～85％的分散介质，搅拌至分散剂完全溶解，然后加入质量分数为10％～60％中和的丙烯酸溶液、质量分数为5％～20％产物
Ⅴ
、质量分数为0.005％～10％交联剂，和/或质量分数为0％～60％共聚单体，搅拌至完全溶解，得到反应体系；步骤8：向上述反应体系中滴加质量分数为0.01％～5％引发剂体系，并将反应温度升至40～70℃，反应1～8h后，结束反应，脱除水及分散介质，并用乙醇洗涤3～6次，干燥后粉碎，得到耐盐碱高吸水树脂。2.根据权利要求1所述的一种耐盐碱高吸水树脂的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N,N
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二异丙基乙胺、4
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二甲氨基吡啶中的一种或多种；所述酰化试剂为二氯亚砜、草酰氯、三氯化磷、五氯化磷中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，齐文，陈艳丽，谭淑樱，李星纬，刘畅，刘联，徐琰，佟鹏，张瀚文，戚丁文，张轶楠，
申请(专利权)人：辽宁省检验检测认证中心，
类型：发明
国别省市：