[發明專利]一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料及其制法

在審

• 申請號: 202010427577.6
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111454527A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 許東
• 申請（專利權）人: 新昌縣品宏科技有限公司
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08L75/08;C08L89/00;C08K3/36;C08G18/12;C08G18/34;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/80;C08G18/32;C08G18/76;D01F8/02;D01F8/16
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于潔

本發明涉及高吸水材料技術領域，且公開了一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料，包括以下配方原料：蠶絲蛋白?聚氨酯纖維、丙烯酸、丙烯酰胺、3?縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、引發劑、交聯劑。該一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料，使用丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物作為吸水材料的基體，四烯丙基溴化銨在共聚物通過自環化，將共聚物分子通過化學鍵交聯在一起，提高了共聚物的交聯度，3?縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷在共聚物中的氨基形成納米SiO₂無機交聯網絡，水性聚氨酯通過靜電紡絲法與蠶絲蛋白形成復合纖維，聚氨酯中1,5?二異氰酸萘和納米SiO₂具有很高的熔點和耐高溫性，改善了材料的耐高溫性能。

技術領域

本發明涉及高吸水材料技術領域，具體為一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料及其制法。

背景技術

高吸水性樹脂是一種含有強親水性基團并具有一定交聯度的功能性高分子材料，傳統吸附材料如紙、棉、麻等吸水能力有限，保水能力也較差，而吸水性樹脂材料不溶于水，也不溶于有機溶劑，能吸收數百倍至數千倍于自身重量的水，并且保水性很強，即使加壓水也不會被擠出，高吸水樹脂廣泛應用于建筑材料、農業林業、食品工業和醫療衛生等領域。

目前市場上的高吸水性樹脂主要為聚丙烯酸類材料，聚丙烯酸具有良好的交聯結構，吸水性和保水性良好，廣泛應用于抗旱材料、農業薄膜、化妝品面膜等方面，但是目前的聚丙烯酸類高吸水性材料的韌性和強度較差，并且聚丙烯酸的耐高溫性能不高，在高溫下基體容易分解，大大降低了材料的吸水性能和保水性。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料及其制法，解決了但是聚丙烯酸類高吸水性材料的韌性和強度不高，并且聚丙烯酸的耐高溫性能較差的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種耐高溫性聚丙烯酸高韌性復合吸水材料，包括以下按重量份數計的配方原料：6-27份蠶絲蛋白-聚氨酯纖維、38-43份丙烯酸、20-24份丙烯酰胺、12-18份3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、1-3份引發劑、2-6份交聯劑。

優選的，所述引發劑為過硫酸胺。

優選的，所述交聯劑為四烯丙基溴化銨。

優選的，所述蠶絲蛋白-聚氨酯纖維，制備方法包括以下步驟：

(1)向反應瓶中加入物質的量濃度為1.2-1.5mol/L的碳酸鈉溶液和蠶絲，將反應瓶置于油浴鍋中，加熱至110-120℃，勻速攪拌2-4h直至溶解，將溶液減壓蒸餾除去溶劑，使用蒸餾水洗滌固體產物，將固體產物置于透析袋中加入蒸餾水，進行透析除雜過程，制備得到脫膠蠶絲纖維。

(2)向反應瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑，再加入1,5-二異氰酸萘、聚四氫呋喃和2,2-二羥甲基丙酸，攪拌均勻后再加入催化劑二月桂酸二丁基錫，將反應瓶置于油浴鍋中，加熱至90-110℃，勻速攪拌反應3-5h，再加入擴鏈劑三丙二醇，升溫至110-120℃，勻速攪拌反應2-4h，再加入封端劑氨基乙酸，勻速攪拌反應5-8h，將溫度降至30-40℃，加入三乙胺，勻速攪拌進行中和1-2h，制備得到水性聚氨酯乳液。

(3)向水性聚氨酯乳液中加入適量的四氫呋喃溶劑，再加入脫膠蠶絲纖維，將反應瓶置于超聲處理儀中，進行超聲分散處理2-3h，超聲頻率為25-35KHz，將溶液通過靜電紡絲機進行靜電紡絲過程，靜電紡絲機電壓為18-22kV，靜電紡絲溶液流速為0.9-1.2mL/h，靜電紡絲的接收器與注射器針頭之間的水平接收距離為18-21cm，制備得到蠶絲蛋白-聚氨酯纖維。

優選的，所述聚四氫呋喃、1,5-二異氰酸萘、2,2-二羥甲基丙酸、三丙二醇、二丁基錫二月桂酸酯和三乙胺，六者質量比為2.4-2.7:1:0.04-0.08:0.6-0.9:0.001-0.0013:1.7-2.1。