一种三元共聚高吸水树脂制造技术

本发明专利技术提供了一种三元共聚高吸水树脂，以丙烯酰胺、丙烯酸和2

【技术实现步骤摘要】
一种三元共聚高吸水树脂


[0001]本专利技术涉及高吸水性树脂
，具体涉及三元共聚高吸水树脂。

技术介绍

[0002]高吸水树脂(又称超强吸水剂、保水剂、保湿剂)既具有带电基团和网络结构，优异的吸水保水性能，又具有缓/控释功能，在农林园艺、医疗卫生等方面已成为不可缺少的材料。高吸水树脂可在农林水利等领域发挥抗旱保苗、增产增收、改良土壤、防风固沙、水土保持、沙漠化治理等多种功能作用，因而被国际上普遍认为是继化肥、农药、地膜之后第四个最有希望被农民接受的农用化学品。
[0003]高吸水树脂吸液性能(如吸液倍率、吸液速率等)、保水性能的影响因素主要有聚合实施方法、聚合工艺参数(加料方式与顺序、聚合温度、时间、搅拌强度与速度等)、配方 (单体类型、浓度及中和度，引发剂和交联剂类型及浓度，分散剂或乳化剂类型及浓度，无机材料种类与用量等)、干燥方式及其工艺参数、共混或复合物(类型、用量与方式)、产品成型加工方法、应用条件(如颗粒形状、粒度及其分布，外部盐溶液种类及其浓度、温度、pH值及其杂质，土壤性质，气候变化状况)等等。
[0004]经检索发现现有技术中关于三元共聚高吸水树脂已有报道，已经公开了多种三元共聚高吸水树脂，例如CN201410407320.9公开了一种三元共聚高吸水树脂的合成方法，操作步骤如下：取壳聚糖盐酸盐∶衣康酸∶丙烯酸的质量比为(1～11)∶(2～10)∶(3～17)；先将上述质量比的壳聚糖盐酸盐、衣康酸溶解于蒸馏水中，将混合液移至带有氮气导管和回流冷凝管的四口烧瓶里；升温至30～80度后，加入浓度为1％～18％引发剂，在氮气保护下继续反应1～6小时，反应过程中逐滴加入上述质量比的丙烯酸；将反应物与乙醇混合提纯烘干后，即得到该三元共聚高吸水树脂。本专利技术的合成方法工艺简单，选用壳聚糖盐酸盐为单体，解决壳聚糖溶解性的问题，使聚合反应在中性条件即可进行；在产品合成过程中加入衣康酸为单体，进一步提升产品的吸水性能，最高吸去离子水量在1000～1100 倍，吸自来水量在300～400倍，吸生理盐水量在100～120倍。该专利是以壳聚糖盐酸盐、衣康酸、丙烯酸为单体，改变交联剂的投加方式，选用壳聚糖盐酸盐为单体，取代传统的壳聚糖，解决壳聚糖溶解性的问题，使得聚合反应在中性条件即可进行。
[0005]现有技术中的产品各有优势，但是能提供另一种吸水效果好的三元共聚高吸水树脂具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是：改变单体和其制备方法，提供一种新的三元共聚高吸水树脂，使得其吸水效果更好。
[0007]本专利技术中丙烯酰胺的简称为AM，丙烯酸的简称为AA，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸的简称为AMPS，二乙烯基苯的简称为DVB。
[0008]本专利技术的技术方案是：
[0009]一种三元共聚高吸水树脂，包括丙烯酸，以丙烯酰胺、丙烯酸和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸为单体，以质量百分比wt％计，其中：
[0010](1)单体总质量在聚合体系溶液中的质量浓度为：15％～45％，单体丙烯酰胺(AA)、 2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)中和度(N)：45％～75％，用碱中和；中和用碱的质量浓度为20％～40％；
[0011](2)单体质量百分比：丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)＝1：1.5～1：6，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酸(AA)＝1:1～1:6；
[0012](3)引发剂质量浓度:占总单体质量的百分比为0.02％～0.2％；
[0013](4)二乙烯基苯(DVB)质量浓度：占总单体质量的百分比为0.15％～0.40％。
[0014]优选的，所述单体总质量在聚合体系溶液中的质量浓度为：25％～40％。
[0015]优选的，所述丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)＝1：1～1：3，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酸(AA)＝1:1～1:4。在此范围内聚合成的产品性能更优。
[0016]优选的，所述引发剂质量浓度占总单体质量的百分比为0.02％～0.1％。在此范围内聚合成的产品性能更优。
[0017]优选的，所述二乙烯基苯(DVB)质量浓度占总单体质量的百分比为0.25％～0.34％。在此范围内聚合成的产品性能更优。
[0018]优选的，所述引发剂为过硫酸钾(KPS)、过硫酸铵(APS)、过硫酸钠(NaPS)中的一种或几种。
[0019]优选的，所述三元共聚高吸水树脂的制备方法包括以下步骤：
[0020]步骤1、按单体总质量浓度及其配方比例依次准确称量好各组分的质量，同时分别用蒸馏水将AMPS、引发剂完全溶解，并配制好碱溶液；
[0021]步骤2、事先准确计算好中和，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA) 所需上述碱溶液的用量，将2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)溶液用上碱溶液在冰水浴中缓慢中和到所需中和度；
[0022]步骤3、将步骤2中一定中和度的单体丙烯酸溶液、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸单体混合，再加入已按配方量准确称量好的单体丙烯酰胺，稍加热、搅拌使丙烯酰胺完全溶解，然后加入配方量的交联剂二乙烯基苯，冷却到室温后再加入步骤1中的引发剂溶液，记混合溶液为A液；
[0023]步骤4、将A液放入水浴锅中，采用阶梯升温方式聚合，具体为：55℃
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65℃聚合1～3h、65
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75℃聚合2～4h、75℃
‑
85℃聚合1～3h，得聚合物凝胶产品；
[0024]步骤5、取出聚合物凝胶产品，剪碎，干燥至恒重，然后粉碎，过筛，获得粒径为60～120 目的高吸水树脂粉末颗粒产品。
[0025]优选的，所述碱为氢氧化钠。
[0026]本专利技术的原理是：
[0027]本专利技术涉及三种聚合单体，丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑ꢀ
甲基丙磺酸(AMPS)，还涉及交联剂二乙烯基苯(主要是对二乙烯基苯，DVB)。AA、AM、AMPS、DVB分子链中双键在引发剂作用下分别打开，形成初级自由基。初级自由基与其它单体分子碰撞、链接形成网状、枝状高分子聚合物。
[0028]自由基链接方式主要有以下几种：
[0029]1.AA自由基与AA、AM或AMPS分子之间相互碰撞链接：AA可能链接AA，也可能链接AM或AMPS。
[0030]2.AM自由基与AM、AA或AMPS分子之间相互碰撞链接，AM可能与AM链接，也可能与AA、AMPS链接。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元共聚高吸水树脂，包括丙烯酸，其特征是，以丙烯酰胺、丙烯酸和2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸为单体，以质量百分比wt%计，其中：（1）单体总质量在聚合体系溶液中的质量浓度为：15%~45%，单体丙烯酰胺、2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸中和度：45%~75%，用碱中和；中和用碱的质量浓度为：20%~40%；（2）单体质量百分比：丙烯酰胺/丙烯酸=1：1.5~1：6 ，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/丙烯酸=1:1~1:6；（3）引发剂质量浓度: 占总单体质量的百分比为0.02%~0.2%；（4）二乙烯基苯质量浓度：占总单体质量的百分比为0.15%~0.40%。2.根据权利要求1所述三元共聚高吸水树脂，其特征是，所述单体总质量在聚合体系溶液中的质量浓度为：25%~40%。3.根据权利要求1所述三元共聚高吸水树脂，其特征是，单体质量比：所述丙烯酰胺/丙烯酸=1：1~1：3，2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/丙烯酸=1:1~1:4。4.根据权利要求1所述三元共聚高吸水树脂，其特征是，所述引发剂质量浓度占总单体质量的百分比为0.02%~0.1%。5.根据权利要求1所述三元共聚高吸水树脂，其特征是，所述二乙烯基苯质量浓度占总单体质量的百分比为0.25%~0.34%。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述三元共聚高...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建军，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：