[發(fā)明專利]一種反相微乳液法高吸水樹脂的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810045198.X
• 申請(qǐng)日: 2008-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101486781A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬濤;姚杰;馬小玲;臧天順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/06
• 分類號(hào): C08F220/06;C08F220/56;C08F2/32
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一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以環(huán)己烷為連續(xù)相，水為分散相，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，采用陰離子—非離子復(fù)合表面活性劑和非離子—非離子復(fù)合表面活性劑，丙烯酸和丙烯酰胺為原料單體，反相微乳液聚合法合成聚丙烯酸-丙烯酰胺(PAA-AM)高吸水樹脂。摻入少量本發(fā)明制備的高吸水樹脂于土壤中可大幅提高土壤的保水性，因此適用于農(nóng)、林等行業(yè)的農(nóng)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(shù)背景

高吸水性樹脂(簡(jiǎn)稱SAR)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛研究開發(fā)的一類新型功能高分子材料。它是一種含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的水溶漲型的高分子聚合物，不溶于水也不溶與有機(jī)溶劑，能夠吸收自身重量的幾百倍甚至上千倍的水，且吸水膨脹后生產(chǎn)的凝膠具有較好的保水性和耐候性，因此被廣泛地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)，林業(yè)，園藝等的土壤改良劑，衛(wèi)生用品材料，工業(yè)用脫水劑，食品保鮮劑，防霧劑，醫(yī)用材料，水凝膠材料等。

目前，世界各國(guó)對(duì)高吸水性樹脂進(jìn)行了大量的研究工作，在其品種、制造方法、性能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面都取得了較大的進(jìn)展。美、日、德、法等發(fā)達(dá)國(guó)家一直走在前列，我國(guó)SAP的研制開發(fā)起步較晚。從20世紀(jì)80年代開始這方面的研究，1982年中科院化學(xué)所的黃美玉等人在國(guó)內(nèi)最先合成出聚丙烯酸鈉類高吸水性樹脂。至今，陸續(xù)已有幾十家單位從事這項(xiàng)工作，并取得了一定的成果，有的已轉(zhuǎn)入中試階段，并有小批量的生產(chǎn)，如中科院蘭州所研制了產(chǎn)品名為L(zhǎng)AP1和LSA1吸水性樹脂，吸水能力為1000～2000倍，吉林石化研究所和航天部101所等單位也分別研究出吸水倍率為1000倍的SAP。此外還有中科院北京化學(xué)所(GS、PAS系列)、北京化纖所(SA系列)、天津大學(xué)、黑龍江科學(xué)院石化所等單位都在各個(gè)方面取得了進(jìn)展。北京輕工業(yè)學(xué)院等單位進(jìn)行的“九五”重點(diǎn)課題-“高吸水性樹脂在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用技術(shù)”的研究，已經(jīng)過中試進(jìn)入后期的應(yīng)用試驗(yàn)階段。此外很多廠家也意識(shí)到國(guó)內(nèi)外已發(fā)展的應(yīng)用市場(chǎng)，先后建起了不少小型裝置，如上海外高橋石化廠、揚(yáng)州化工廠(中科院化學(xué)所技術(shù)轉(zhuǎn)讓)、山西太谷化肥廠(太原工大技術(shù)轉(zhuǎn)讓)、鄭州潔臣化工公司、長(zhǎng)沙樹脂廠都形成了100t/a～500t/a的生產(chǎn)能力，但由于工藝限制，尚難以取得規(guī)模效益。1985年以來，上海、山東、吉林、陜西等地先后引進(jìn)多條尿布生產(chǎn)線。外商也看好中國(guó)市場(chǎng)，紛紛在中國(guó)投資建廠，大大促進(jìn)了我國(guó)高吸水性樹脂的用量。

目前合成高吸水樹脂的方法主要采用溶液法、反相懸浮法及反相乳液法和光聚合法，其中溶液法雖然實(shí)施方法簡(jiǎn)單、體系純凈、交聯(lián)結(jié)構(gòu)均勻，但是聚合速率慢，反應(yīng)熱難以排出，產(chǎn)物為團(tuán)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。反相懸浮聚合能得到粒狀產(chǎn)物，但反應(yīng)難于控制，易黏結(jié)、纏槳、掛壁。反相乳液聚合制得的產(chǎn)物粒徑小，比表面積大，吸水速度快，但粒子易團(tuán)聚和絮凝，導(dǎo)致聚合不穩(wěn)定。光聚合法合成高吸水性樹脂，雖然具有工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、可在常溫下進(jìn)行以及無三廢污染等特點(diǎn)，但成本較高，需特殊的光聚合反應(yīng)裝置，不易大面積的推廣。

與上述方法相比，反相微乳液聚合反應(yīng)速度快，聚合反應(yīng)過程穩(wěn)定性好，有望得到粒徑小、比表面積大、吸水速度快的高吸水樹脂，而且能從根本上解決一般反相乳液聚合法存在的膠乳不穩(wěn)定而易產(chǎn)生聚合物絮沉、凝膠和粒子大小分布過寬等問題，但有關(guān)該方法的報(bào)道很少，有關(guān)聚合反應(yīng)參數(shù)和聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)高吸水樹脂性能影響的研究也很少。

三、發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種反相微乳液法高吸水樹脂的制備方法，以得到反應(yīng)速率快、吸水率和吸鹽率較好的高吸水樹脂，為高吸水樹脂的合成提供了一條新的思路和方法。

根據(jù)本發(fā)明的目的，提出了一種反相微乳液法高吸水樹脂的制備方法。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的反相微乳液法高吸水樹脂的制備工藝方法，其特征在于：

A.在冰浴中將丙烯酸與20％NaOH溶液反應(yīng)0.3～2h，以得到65～70％的中和度。

B.向上述體系中加入計(jì)量的丙烯酰胺、交聯(lián)劑N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑過硫酸銨，充分?jǐn)嚢枞芙獾玫酵该魅芤骸?/p>

C.將100mL環(huán)己烷，10g?OP-10和SDS的復(fù)合表面活性劑(質(zhì)量比OP-10:SDS＝2:1)加入到裝有冷凝管、攪拌槳和恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中，攪拌均勻。

D.將上述透明溶液加入到三口燒瓶中與環(huán)己烷和復(fù)合表面活性劑形成透明的反相微乳液，將其放入到恒溫水浴磁力攪拌鍋中升溫至55-75℃反應(yīng)2-3h，經(jīng)反相微乳液共聚合成多孔微交聯(lián)高吸水樹脂。