[發(fā)明專利]一種高吸水樹(shù)脂及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710462155.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107163301A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 昂亞峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京華信藤倉(cāng)光通信有限公司
• 主分類號(hào): C08L3/02
• 分類號(hào): C08L3/02;C08L1/28;C08L29/04;C08L97/00;C08K5/20;C08K5/053;C08K5/07;G02B6/44
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種高吸水樹(shù)脂及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著全球信息化的高速發(fā)展，通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，信號(hào)傳輸性能良好的單模光纖光纜得到了普遍應(yīng)用；隨著光纜鋪設(shè)的地域越來(lái)越廣，光纜施工的環(huán)境的復(fù)雜程度也越來(lái)越高；為了通信數(shù)據(jù)的保真及線路的長(zhǎng)久使用壽命，保持光纜內(nèi)部的濕度平衡就尤為重要了。

傳統(tǒng)的阻水材料為纖膏纜膏，是一種以聚烯烴為基礎(chǔ)油的非極性油膏類物質(zhì)；由于填充度的要求高且在內(nèi)部變形的條件下會(huì)出現(xiàn)浸水的現(xiàn)象，所以現(xiàn)在對(duì)于高規(guī)格的光纜開(kāi)始采用以阻水紗阻水帶等高吸水樹(shù)脂(SAP)為主的材料。

通過(guò)SAP的吸水速度快高膨脹性的原理，在滲水口形成阻水層以防止水分繼續(xù)進(jìn)入；普通的SAP材料抗壓性差，耐鹽度低，在高壓及高鹽度的環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)失水的現(xiàn)象；而吸水膨脹后與光纜壁擠壓失水；傳統(tǒng)的SAP是以丙烯酸類的為主，離子型聚合物在高鹽度下的吸水性會(huì)急劇下降。

另一方面，光纜使用環(huán)境較為復(fù)雜，阻水材料的力學(xué)性能也至關(guān)重要，目前光纜所用SAP在力學(xué)性能上往往不能滿足光纜的在各種環(huán)境下使用的要求。同時(shí)，傳統(tǒng)的丙烯酸、丙烯酰胺系SAP還存在聚合副產(chǎn)物毒性大，不環(huán)保的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有光纜的阻水材料在高壓高鹽度情況下低吸液倍率且材料副產(chǎn)物不環(huán)保的固有缺點(diǎn)，提供一種高耐鹽耐壓環(huán)保型的高吸水樹(shù)脂及其制備方法，并將其用于光纜的阻水材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高吸水樹(shù)脂，由如下質(zhì)量份數(shù)的各組分制成：

60-80份聚乙烯醇；

70-90份木質(zhì)素磺酸；

220-250份木薯淀粉；

85-100份羥丙基甲基纖維素；

16-19份引發(fā)劑；

31-38份交聯(lián)劑；

40-44份pH值穩(wěn)定劑。

優(yōu)選地，所述高吸水樹(shù)脂的pH值穩(wěn)定劑包括酸和堿，所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，所述酸為馬來(lái)酸或鹽酸。

優(yōu)選地，所述高吸水樹(shù)脂的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)氧化月桂酰、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中任意一種。

優(yōu)選地，所述高吸水樹(shù)脂的交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、甘油、乙二醇、二乙烯酮中任意一種。

一種高吸水樹(shù)脂的制備方法，包括如下步驟：

A.將所述木薯淀粉進(jìn)行糊化處理；

B.將所述聚乙烯醇與水按1:10-20的質(zhì)量比混合，水浴加熱至90-95℃，以30-50rpm的速度機(jī)械攪拌1-2小時(shí)，制得聚乙烯醇溶液；

C.將所述糊化處理的木薯淀粉溶液中加入所述羥丙基甲基纖維素，加熱到55-65℃、以50rpm的速度機(jī)械攪拌1-2小時(shí)后升溫到60-70℃，制得木薯淀粉-羥丙基甲基纖維素溶液；

D.55-65℃條件下，向所述木薯淀粉-羥丙基甲基纖維素溶液中加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，以75-85rpm的速度攪拌20-30min后，以25-35rpm的速度攪拌進(jìn)行預(yù)聚合，制得聚合木薯淀粉-羥丙基甲基纖維素溶液；

E.將木質(zhì)素磺酸與水按1:28-57的質(zhì)量比混合，水浴加熱至95-100℃，以35-45rpm的速度機(jī)械攪拌1-2小時(shí)后加入所述聚乙烯醇溶液、預(yù)聚合木薯淀粉-羥丙基甲基纖維素溶液，以50rpm的速度機(jī)械攪拌20-30min；

F.90-95℃溫度下，向步驟E所得混合溶液中加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，以75-85rpm的速度機(jī)械攪拌40-60min；

G.降溫到60-65℃后加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，以55-65rpm的速度機(jī)械攪拌30-40min；

H.降溫到50-55℃后加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，以45-55rpm的速度機(jī)械攪拌30-40min；

I.將步驟H所得溶液以35-45rpm的速度機(jī)械攪拌120-180min后放入干燥箱中以65-70℃蒸干至恒重制得高吸水樹(shù)脂。

所述步驟A-步驟H在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。

上述制備方法為互穿多步，以非離子型聚合物為吸水主體，高粘度材料為基體，以制備出一種在適應(yīng)于高鹽度高壓力下的光纜SAP；

為了保持材料的親水性并且防止離子型基團(tuán)在高鹽度環(huán)境下失水的狀況，非離子型的親水基團(tuán)如羥基基團(tuán)就是很好的親水基團(tuán)，聚乙烯醇羥基基團(tuán)含量高，聚合程度靈活，易于操作，是一種理想的非離子型SAP原料；