[發明專利]一種光聚合法高嶺土復合高吸水樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 200710048882.9
• 申請日: 2007-04-18
• 公開（公告）號: CN101289526A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 萬濤;王笑青;馬小玲;姚杰
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/56;C08F2/44;C08F2/50;C08L33/02;C08K3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種光聚合法高嶺土復合高吸水樹脂的制備方法，即以2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮或二苯甲酮和米氏酮及其衍生物為光引發劑，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，在丙烯酸和丙烯酰胺光共聚反應體系中加入少量高嶺土，形成穩定的懸浮液，然后覆蓋一層聚酯薄膜，室溫原位光聚合合成了高嶺土-高吸水性復合樹脂。本發明與原有方法相比，具有反應速率快、無需加熱、無需通N2氣、成本較低的優點。本發明制備的高嶺土復合高吸水樹脂是淡黃色凝膠固體或顆粒狀固體，具有較強的凝膠強度，其吸水率和吸鹽率可分別達到485倍和137倍，保水性較高，所獲得高嶺土復合高吸水樹脂pH值不大于7。

本發明制備的光聚合法高嶺土復合高吸水樹脂適用于農、林等行業的農林園藝保水、土壤改良、植樹造林、荒山改造和沙漠綠化等。

二、技術背景

高吸水性樹脂(簡稱SAR)是當前國內外廣泛研究開發的一類新型的功能高分子材料。1961年Gugliemell等人通過對淀粉接枝丙烯腈的研究制備了高吸水性樹脂.隨后Fanta于1966年完成了部分水解淀粉接枝丙烯腈共聚物高吸水性樹脂的合成和性能研究.并成功地實現了工業化，其商品名為SGP(Starch?Graft?Polymer)。

目前，世界各國對高吸水性樹脂進行了大量的研究工作，在其品種、制造方法、性能和應用領域等方面都取得了較大的進展。美、日、德、法等發達國家一直走在前列，我國SAR的研制開發雖然起步較晚，但發展非常迅速。

高吸水性樹脂因具有高吸水性和高保水性這兩個特有的性質，用途非常廣泛，可以說“凡是與水有關的領域，都有它的用武之地”。在醫療衛生用品領域，利用它作吸收材料，如衛生巾、嬰兒尿布、醫用藥棉等，其用量占所有高吸水性樹脂年產量的95％以上：在建筑領域，通過對橡膠、高吸水性樹脂和助劑等混合得到的止水材料可用于建筑工程中的防滲漏水和水下管道的隔水層制作；在農林業領域，利用高吸水性樹脂的高保水性進行農林園藝保水、土壤改良，向土壤中加入0.1wt％的高吸水性樹脂，可以使土壤在較長時間內有足夠的水分提供植物所需，提高農作物產量，在植樹造林、荒山改造、沙漠綠化中，可利用高吸水性樹脂來保持土壤水分提高植物發芽率和成活率。另外在人工雪制造、香水緩釋、食品添加、蔬菜保鮮等應用領域，均可找到高吸水性樹脂的用處。

高吸水性樹脂聚合方法包括溶液法、反相懸浮法、反相乳液法、分散聚合法和光聚合法。溶液法雖然實施方法簡單、體系純凈、交聯結構均勻；但其反應熱難以排出，產物為團狀，需要造粒、烘干等后處理工序，尤其是該體系中含水量較大，烘干困難。反相懸浮法制得的粒狀產物不需要粉碎工序，但一般情況下所得產物不純凈，其它后處理工序復雜。應用反相乳液法制得的產物粒徑比反相懸浮法所得的小，比表面積大，吸水速度快，但粒徑過小則在吸水時吸水能力下降且由于出現面團現象導致吸水速度降低。分散法制得的共聚高吸水性樹脂的吸水速度快，但最大吸水倍數較小，且后處理工序復雜。其中光聚合法合成高吸水性樹脂，具有工藝簡單、反應時間短、可在常溫下進行以及無三廢污染等特點。雖然有一些文獻報道了紫外光引發合成高吸水樹脂，但是所制備的高吸水樹脂均沒有添加高嶺土，采用UV光輻照法直接合成高嶺土-丙烯酸-丙烯酰胺高吸水性復合樹脂還未見報道。

高嶺土是以高嶺石亞族礦物為主要成分的軟質黏土礦物和非黏土礦物兩類。高嶺土主要由小于2個微米的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺石簇礦物(高嶺石、地開石、珍珠石、埃洛石等)組成。由于其含水的鋁硅酸鹽化學成分，層狀結構和微粒性，具有許多一般礦物所不具備的特殊性質。高嶺土經深加工處理后的粉體具有較大的比表面積，可以較好地與有機單體復合。加入深加工的超細活性高嶺土后，由于其表面存在著許多羥基和活性點(永久電荷、可變電荷、可交換性陽離子)，可與有機樹脂反應形成網狀結構，有益于吸水倍率及吸水后凝膠強度的提高。高嶺石能與許多有機極性分子等相互作用，生成高嶺石-極性有機分子嵌合復合體，高嶺土的應用領域由此被拓寬。

中國是世界上最早發現和利用高嶺土的國家，也是高嶺土資源較豐富的國家，采用低溫光聚合法制備高嶺土復合丙烯酸鈉-丙烯酰胺高吸水樹脂，對于提高我國高嶺土礦產的綜合利用水平具有重要的現實意義。采用此低溫光聚合技術得到了反應溫度低、反應速率快、耐鹽性好、耐熱性好、凝膠強度大、成本低廉的高嶺土復合高吸水樹脂，為合成高嶺土復合丙烯酸-丙烯酰胺高吸水樹脂開辟了一條新的途徑，有望將其應用進一步拓展到農林園藝、油田調剖堵水、建筑大壩工程和地基等領域，促進我國農業現代化的進程和我國石油開采業的發展。

三、發明內容