在高吸水树脂中接枝腐植酸的方法及由该方法获得的高吸水树脂技术

本发明专利技术涉及一种新的在吸水树脂中接枝腐植酸盐的方法，其通过霍夫曼降解将含酰胺基的吸水树脂中的酰胺基降解成氨基，以提高树脂与腐植酸盐的接枝率，从而提高吸水树脂的吸水率。本发明专利技术还涉及由此方法获得的高吸水树脂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高吸水性树脂的制备方法，更具体涉及在丙烯酸-丙烯酰胺高吸 水树脂中接枝腐植酸以提高吸水率的方法。
技术介绍
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer, SAP)又称超强吸水性树脂、保水剂、吸 水凝胶，是一种含有羟基、羧基等强亲水性基团，并具有一定交联网络结构的聚合物。它能 通过水合作用快速地吸收几十倍、几百倍乃至数千倍于自身重量的去离子水，也能吸收几 十倍至数百倍的生理盐水、尿液和血液等液体，具有独特的性能，同时还具有较强的保持水 分的能力。吸水性树脂也被用作农作物和林木的保水剂。但是在干旱少雨地区，保水剂仅仅 保水是不够的，还需要具有“保肥”功能。为此，已经出现了将腐植酸盐引入到吸水树脂中 的报导。CN1912007A报导了以低变质程度的煤为原料，将腐植酸盐与丙烯酸_丙稀酰胺共 聚物结合起来，制备表面交联的复合型保水剂；CN1687193A报导了采用丙烯酸、淀粉、氢氧 化钾为主剂，分别对腐殖酸盐和聚丙烯酸钾吸水树脂进行改性，在加热熔融状态下进行复 合反应，制备出复合型腐植酸保水剂；CN1880355A提出以腐殖酸盐、丙烯酸和丙烯酰胺为 原料，在交联剂和弓I发剂的存在下经溶液聚合制备腐植酸基农林保水生态治理剂。但是这些具有保肥目的的保水剂因为在腐植酸盐_丙烯酸_丙烯酰胺的共聚物中 腐植酸的含量较低，限制了树脂的保肥增肥效果。本领域需要新的技术来提高吸水树脂中 腐植酸的接入量，以提高保水剂的保肥性能，同时提高了树脂的吸水率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种新的在吸水树脂中接枝腐植酸的方法，以克服现有产品 中腐植酸接枝量偏低的缺陷。根据本专利技术的方法，包括下面的步骤—在所述吸水性树脂中引入酰胺基；一通过霍夫曼降解将所述酰胺基转化为氨基；以及一将腐植酸盐加入到降解后的体系中，进一步聚合。本专利技术的一种具体实施方式包括下面的步骤一将部分中和的丙烯酸和丙烯酰胺进行第一次预聚合；一加入NaClO和NaOH进行霍夫曼降解；一将体系进行第二次预聚合；一加入腐植酸盐，混合均勻后进行完全聚合。在一种具体实施方式中，NaClO的质量为丙烯酰胺的80% -100%。在另一种具体 实施方式中，腐植酸的加入量为丙烯酸质量的20% -50%。在完全聚合之后还可以包括将聚合物切成小块，用水洗涤除去未接枝的腐植酸盐 的步骤。上述第一次预聚合可以在60_80°C下进行，上述第二次预聚合可以在60-80°C下 进行。在本专利技术的一种典型实施例中，腐植酸盐为腐植酸钠。由上述方法获得的产品与现有技术相比显示出较高的吸水率和耐盐性。具体实施例方式在本专利技术的一个具体实施方式中，通过霍夫曼降解将丙烯酸-丙烯酰胺聚合树脂 中的至少部分酰胺基团转化为氨基，该氨基在水溶液中容易水解成铵正离子，其与腐植酸 阴离子存在静电吸引力，同时由于减少了支链的空间位阻，可以提高腐植酸的接枝率。为此，首先将丙烯酸和丙烯酰胺预聚合，得到有一定粘稠度的预聚合树脂，控制预 聚合的程度，使得后续的降解反应可以在搅拌下进行。由丙烯酸和丙烯酰胺聚合得到共聚物的方法是现有技术所熟知的。通常将丙烯酸 以氢氧化钠中和达70-90%的程度，中和时温度在30°C下，再加入丙烯酰胺，然后在交联剂 和引发剂的存在下预聚合。预聚合温度在60-80°C之间进行，因为这便于控制聚合的进程。 可以使用的交联剂包括但不限于N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，可以使用的引发剂包括但不限于 K2S2O8O在本专利技术中，丙烯酸和丙烯酰胺的摩尔比可以在1 0.4 0.6之间，如果丙烯酰 胺过多，则丙烯酰胺单体容易残留，同时增大了 NaClO的用量，如果丙烯酰胺过少，则一方 面树脂的吸水倍率降低，另一方面降低了树脂的耐盐性。在预聚合之后，向聚合体系中加入NaClO和NaOH，进行霍夫曼降解。NaClO的用量 取决于分子链中丙烯酰胺的降解度，一般可以在丙烯酰胺质量的60% -120%之间变化，其 中优选在60% -120%之间。在一种典型方式中，降解反应是在不高于25°C的温度下搅拌 进行，反应时间为1-1. 5小时。接下来，向混合体系中加入腐植酸盐，混合均勻后进一步聚 合，得到最终的吸水树脂。为此，将混合体系保持在60-80°C的温度，反应足够的时间，至形 成凝胶状产物时停止反应。取出产物，冷却至室温，切成小块，干燥并粉碎。作为一种优选方式，在降解反应之后，在加入腐植酸盐之前，使混合体系再进行一 个聚合过程。该聚合过程可以在60-80°C的温度下进行，应该控制聚合的程度，使得在加入 腐植酸盐之后可以顺利地搅拌。容易理解，在上述提到的温度之外也可以进行聚合反应和霍夫曼降解反应。很显 然，若反应的温度较低，则反应时间会相应长一些。在本专利技术中，可以引入的腐植酸盐的量可以相当于丙烯酸重量的0.2-0. 5倍。本 专利技术中的腐植酸盐是指具有水溶性的腐植酸盐，例如，腐植酸钾和腐植酸钠，其中腐植酸钠 是优选的。实施例1将15重量份的丙烯酸加入烧杯中，再加入一定量的NaOH溶液，使丙烯酸和丙烯 酸盐的中和度达到85%，反应完成后，加入9重量份丙烯酰胺溶液，加水42重量份，搅拌溶 解均勻后，加入丙烯酸重量的0. 04%的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺和0. 05%引发剂4K2S2O8,在80°C搅拌45分钟，降温至25°C，加入7. 2重量份的NaClO和7. 8重量份的NaOH(物 质的量之比约为1 2)，在此温度下搅拌1小时，然后升温至70°C左右继续聚合，控制聚合 的程度，使得可以顺利地通过搅拌均勻混合4. 5重量份腐植酸钠。加入腐植酸钠后继续在 70°C的温度下聚合，直至得到冻胶状聚合物。将该聚合物冷却后取出，切成指甲盖大小的小 片，放于过滤网中用水冲洗，然后干燥，粉碎。实施例2将15重量份的丙烯酸加入烧杯中，再加入一定量的NaOH溶液，使丙烯酸和丙烯 酸盐的中和度达到85%，反应完成后，加入9重量份丙烯酰胺溶液，加水42重量份，搅拌溶 解均勻后，加入相对丙烯酸量的0. 04%交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺和0. 05%引发剂 K2S2O8,搅拌均勻。在60°C搅拌2小时，降温至25°C，加入9重量份的NaClO和9. 7重量份的 NaOH(物质的量之比为1 2)，搅拌1小时，升温至80°C左右继续聚合，控制聚合的程度，使 得可以顺利地通过搅拌均勻混合4. 5重量份腐植酸钠。加入腐植酸钠后继续在70°C的温度 下聚合，直至得到冻胶状聚合物。将该聚合物冷却后取出，切成指甲盖大小的小片，放于过 滤网中用水冲洗，然后干燥，粉碎。比较例将15重量份的丙烯酸加入烧杯中，再加入一定量的NaOH溶液，使丙烯酸和丙烯 酸盐的中和度达到85%，反应完成后，加入9重量份丙烯酰胺溶液，加水42重量份，搅拌溶 解均勻后，加入丙烯酸重量的0. 04%的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺和0. 05%引发剂 K2S2O8，在25°C搅拌，控制聚合的程度，使得可以顺利地通过搅拌均勻混合4. 5重量份腐植 酸钠。加入腐植酸钠后继续在70°C的温度下聚合，直至得到冻胶状聚合物。将该聚合物冷 却后取出，切成指甲盖大小的小片，放于过滤网中用水冲洗，然后干燥，粉碎。比较例产品的颜色明显比实施例产品的颜色浅，这说明实本文档来自技高网...

【技术保护点】
在吸水性树脂中接枝腐植酸的方法，包括：　　在所述吸水性树脂中引入酰胺基；　　通过霍夫曼降解将所述酰胺基转化为氨基；以及　　将腐植酸盐加入到降解后的体系中，进一步聚合，其中，所述腐植酸盐优选为腐植酸钠。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红缨，杨玉立，王彩红，朱书全，赵银荣，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]