[發明專利]一種高吸水性樹脂的制備方法及在降低渣土含水率的應用

在審

• 申請號: 201910182542.8
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110423308A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 孔恒;郭飛;姜瑜;張麗麗;田治州;董凱;李賀;高勝雷;王凱麗;孫博通;郝亮;林雪冰;王渭;王亞杰
• 申請（專利權）人: 北京市政建設集團有限責任公司;北京朝旭鼎新市政工程檢測科技有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/06;C08F222/38;C08F290/06;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 高小改

本發明涉及盾構施工技術領域，具體公開了一種高吸水性樹脂的制備方法，步驟如下：用氫氧化物中和丙烯酸制得丙烯酸鹽單體溶液，在交聯劑、引發劑、催化劑、纖維素和表面活性劑作用下，通過聚合反應制備高吸水性樹脂。本發明制備一種高吸水性樹脂，并且引入親水性較好的纖維素來保持水分和保護凝膠體，甲氧基和羥丙氧基等基團沿著纖維素分子鏈均勻分布，能提高羥基和醚鍵上的氧原子與水締合成氫鍵的能力，使游離水水變為結合水，提高吸水樹脂的保水性，制得的高吸水性樹脂倒入渣土池中與盾構渣土均勻拌和，能快速降低渣土的含水率，便于外運，并且凝膠體能粘結土顆粒，易于堆放，不會引起滑坡。

技術領域

本發明涉及盾構施工技術領域，具體是一種高吸水性樹脂的制備方法及在降低渣土含 水率的應用。

背景技術

在盾構法地鐵隧道施工中，為了使渣土具有更好地流塑性，需要向掌子面開挖的渣土 中添加水、膨潤土、泡沫等物質。最終盾構掘進過程產生的渣土通過土倉、螺旋機、皮帶、 電瓶車以及龍門吊倒入渣土池。由于大量的水、膨潤土、泡沫等添加劑的存在，使得開挖 的渣土中含水量較大，極易在外運過程中造成拋灑滴漏現象。但施工單位為了趕工期，不 得不將含水量很大的渣土直接裝車外運，一方面，渣土在運輸過程中沿路外溢，在嚴重影 響市容市貌的同時增加了昂貴的清潔費用。另一方面，盾構渣土運往礦洞或者填埋場堆放 填埋，由于盾構渣土含水分過高，土壤流動性大，形成沼澤效應，形成了一個潛在危險。

高吸水性樹脂是一種含有羥基、羧基等強親水性基團并具有一定交聯度的新型功能高 分子材料。與水接觸后短時間內發生溶脹，能吸收自身重量的數百倍乃至數千倍的水，且 吸水后形成既不溶于水也不溶于有機溶劑的凝膠體。吸水樹脂的吸水機理是化學吸附，是 親水基團通過化學鍵將水和高吸水樹脂結合在一起形成整體結構，此種吸附作用很強，即 使受壓也不易脫水。由于其極強的吸水性和保水性，已被廣泛應用于工業堵漏、農業、人 工器官、醫學、石油化工、衛生用品和化妝品等領域。目前，合成高吸水性樹脂主要以丙 烯酸類為主，一般是將丙烯酸或丙烯酸鹽單體(或接枝法)、交聯劑和引發劑加入反應釜， 然后通過交聯聚合反應制得。影響高吸水樹脂吸水倍率的因素主要有樹脂本身的親水基 團、電荷密度和交聯密度。其中，高吸水性樹脂體系的交聯密度越低，分子鏈自由活動的能力越強，吸水倍率越高。交聯劑的用量是影響交聯密度的主要因素，交聯劑用量越多， 交聯密度越高，吸水倍率越低，但交聯密度過低時，吸水樹脂的分子鏈對水缺乏足夠的束 縛力，吸水倍率反而下降。本發明涉及一種高吸水性樹脂的制備方法，將制得的高吸水性 樹脂倒入渣土池中與盾構渣土均勻拌和，快速降低渣土的含水率，解決現階段盾構渣土運 輸中存在的拋灑滴漏問題，并且凝膠體能粘結土顆粒，易于堆放，不會引起滑坡。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高吸水性樹脂的制備方法，以解決上述背景技術中提出的 問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高吸水性樹脂的制備方法，步驟如下：將氫氧化物中和丙烯酸制得丙烯酸單體溶 液，在交聯劑、引發劑、催化劑、纖維素和表面活性劑作用下，通過聚合反應制備高吸水 性樹脂。

作為本發明進一步的方案：具體包括以下步驟：

A、在冰水浴中，將一定量的氫氧化物水溶液緩慢滴加到丙烯酸中，中和度為40-90％， 得到含有丙烯酸鹽和部分丙烯酸的丙烯酸鹽單體水溶液；

B、將纖維素與一定量的蒸餾水混合，攪拌的過程中加入表面活性劑，加熱得到透明 的水溶液；

C、將步驟A制得的丙烯酸單體水溶液，在強力攪拌下滴加到步驟B制得的透明溶液中，反應1h后，將適量的交聯劑和引發劑加入混合溶液中，攪拌至形成丙烯酸吸水樹脂 膠體；

D、將步驟C所制得的丙烯酸吸水樹脂膠體進行真空干燥并粉碎成細小膠粒，即得高 吸水性樹脂；