[發明專利]一種水溶液聚合法微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 201010222194.1
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101880351A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 萬濤;臧天順;張睿;孫先長
• 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;C08F212/14;C08F222/38;C08F2/44;C08F2/10;C08K3/34
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一、技術領域

本發明涉及一種水溶液聚合法微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂的制備方法，本發明制備的微晶白云母復合磺酸型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。

在材料研究領域，材料的復合化是研究發展的一個趨勢之一，高吸水性樹脂也不例外。為了提高性能，降低成本，出現了一系列膨潤土、高嶺土、伊利石、絹云母和硅藻土復合高吸水樹脂。微晶白云母(Microcrystal?muscovite)是一種近年來發現的具有微晶結構(晶體大小約1μm～10μm)的新型白云母礦物資源。微晶白云母不僅具有耐熱、耐酸堿、絕緣、強度高等一系列傳統白云母特有的物理化學性能，還具有天然超細、易磨、易加工、白度高、活性高等特點，是一種性能優良的礦物粉體原料。有關微晶白云母復合高吸水性樹脂的研究報道很少，到目前為止唯一的文獻報道是沈上越等以微晶白云母的超細粉體與丙烯酸為主要原料，采用溶液聚合法制備微晶白云母/聚丙烯酸鈉超強吸水性復合材料，吸蒸餾水倍率為420g/g，吸自來水倍率為220g/g，吸生理鹽水倍率為55g/g，而有關微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂的研究還未見報道。

三、發明內容

有鑒于此，本發明的目的就是在提供一種水溶液聚合法微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂的制備方法，引入第三單體苯乙烯磺酸鈉與丙烯酰胺、丙烯酸共聚以進一步提高凝膠強度、吸鹽率和抗溫性，得到吸水率、吸鹽率和抗溫性較好的微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂。

根據本發明的目的，提出了一種水溶液聚合法微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂的方法，其特征有如下工藝步驟：

a)將10gNaOH溶解于200mL去離子水中，然后在冰浴中將丙烯酸緩慢滴加到NaOH水溶液中，充分攪拌，反應0.5～2h，NaOH和丙烯酸摩爾比為0.5～0.7∶1，然后加入微晶白云母，30～50℃均勻攪拌24h，以形成穩定的懸浮液，微晶白云母占丙烯酸單體質量總量的20～60％；

b)向上述懸浮液中加入丙烯酰胺、苯乙烯磺酸鈉和N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺，充分攪拌30min，升溫至60～80℃，然后將引發劑緩慢滴加到聚合體系中，引發聚合反應2～4小時；丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉的質量比為3～7∶3～7∶1～3；N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺占丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉單體質量總量的0.02～0.2％；引發劑占丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉單體質量總量的0.1％～2.0％；

c)將合成的微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂過濾、用甲醇洗滌，70～110℃烘干，粉碎即得顆粒狀、淺黃色的微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂，所獲得微晶白云母復合磺酸型高吸水樹脂吸水率和吸鹽率分別達到780～1150倍和80～140倍，抗溫性大于220℃；

本發明所使用的引發劑為過硫酸銨；或者為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的質量比為2～3∶1。

本發明的優點和效果是：