CN100358926C - 一种环保型保水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保型保水剂的制备方法，首先将凤眼莲与水混合，然后在混合物中加入氢氧化钠反应进行活化；将丙烯酸单体与丙烯酰胺混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲混合，然后再加入PVA和氢氧化钠调节体系的pH＝6.5～8.5，加入NaHSO3和(NH4)2S2O8的混合制成的引发剂，反应；再加入K2S2O8和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，将反应结束后的产物烘干、并粉碎过80目筛即得产品。由于本发明利用凤眼莲作原料制备保水剂，大大降低了单体与原料之间的配比，以往的单体与原料的配比较大，单体的加入量很大，这样就提高了生产成本，采用凤眼莲作原料，使得单体的用量大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种保水剂的制备方法，特别涉及一种环保型保水剂的制备方法。
背景技术
丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、含磺酸单体等作为单体接枝在淀粉、纤维素上制备吸水性树脂；淀粉衍生物的吸水树脂；聚乙烯醇交联方法制备不溶性吸水树脂等。
淀粉是一种多羟基天然化合物，作为合成高聚物的原料，它有来源广泛、种类繁多、价格相对低廉等优点。淀粉接枝共聚反应有离子型接枝共聚和自由基接枝共聚两种类型。淀粉系高吸水性树脂虽然产品吸水倍率较高，但制备过程复杂，工业化后处理比较麻烦。而且淀粉作为一种天然高分子，产品耐热性差，易腐烂分解，难以贮存。所以近年来人们对该类高吸水性树脂的研究已开始逐渐减少。
纤维素系高吸水性树脂的吸水能力要低于淀粉系，但可以直接制得纤维状高吸水性材料，制成高吸水性织物，纤维素系高吸水性树脂的制备方法主要有醚化-酯化法，酯化法和接枝共聚法等。目前纤维素基吸水性树脂存在的主要问题是吸水能力较低及成本较高。
合成树脂系高吸水性材料又可以细分为聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、共聚类等，其中对聚丙烯酸系高吸水性树脂研究的比较多，合成类高吸水性树脂以其原料来源广泛、吸水速率高、保水性好、生产工艺简单、防霉防变、可长期贮存而一直得到广泛研究，但由于合成类高吸水性树脂成本较高，所以民用和工业上都难以大面积使用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种环保型的且制备方法简单，接枝效率高的环保型保水剂的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的制备方法为：
由于本发明利用凤眼莲作原料制备保水剂，大大降低了单体与原料之间的配比，以往的单体与原料的配比较大，单体的加入量很大，这样就提高了生产成本，采用凤眼莲作原料，使得单体的用量大大降低，从以往的比例单体∶原料＝8∶1降至单体∶原料＝3∶1，在很大程度上降低了生产成本，并且采用最常用的过硫酸盐引发体系对于丙烯酸类单体引发，选用丙烯酸作为主单体，克服了传统工业化生产的丙烯腈单体接枝水解制备高吸水性树脂的残留单体致癌作用的影响，采用水溶液聚合法都使制备过程简化，试验操作简单，反应易于控制。
实施例1，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.03∶1的质量比加入氢氧化钠，并在75℃反应40分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按5∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.0％的PVA和质量浓度为45％氢氧化钠调节体系的pH＝6.5，在55℃下，加入丙烯酸质量0.7％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1小时后；再加入丙烯酸质量1.2％的K2S2O8，在85℃下反应45分钟后，加入丙烯酸质量20％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在75℃恒温下反应60分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
实施例2，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.06∶1的质量比加入氢氧化钠，并在80℃反应80分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按3∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按4∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.2％的PVA和质量浓度为43％氢氧化钠调节体系的pH＝7.0，在48℃下，加入丙烯酸质量0.5％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.2小时后；再加入丙烯酸质量1.0％的K2S2O8，在70℃下反应60分钟后，加入丙烯酸质量18％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在72℃恒温下反应52分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
实施例3，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.04∶1的质量比加入氢氧化钠，并在70℃反应60分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.3∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按3∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.5％的PVA和质量浓度为41％氢氧化钠调节体系的pH＝8.5，在50℃下，加入丙烯酸质量0.6％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.5小时后；再加入丙烯酸质量1.1％的K2S2O8，在78℃下反应55分钟后，加入丙烯酸质量16％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在80℃恒温下反应45分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
实施例4，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.07∶1的质量比加入氢氧化钠，并在72℃反应50分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.8∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按4∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.3％的PVA和质量浓度为45％氢氧化钠调节体系的pH＝7.5，在45℃下，加入丙烯酸质量0.5％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.4小时后；再加入丙烯酸质量1.0％的K2S2O8，在72℃下反应50分钟后，加入丙烯酸质量17％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在76℃恒温下反应48分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
实施例5，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.05∶1的质量比加入氢氧化钠，并在76℃反应70分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.5∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按3∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.4％的PVA和质量浓度为42％氢氧化钠调节体系的pH＝8.0，在52℃下，加入丙烯酸质量0.7％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.1小时后；再加入丙烯酸质量1.1％的K2S2O8，在80℃下反应58分钟后，加入丙烯酸质量15％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在70℃恒温下反应58分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
实施例6，首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.08∶1的质量比加入氢氧化钠，并在78℃反应55分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.6∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按5∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.1％的PVA和质量浓度为44％氢氧化钠调节体系的pH＝6.5，在46℃下，加入丙烯酸质量0.6％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.3小时后；再加入丙烯酸质量1.2％的K2S2O8，在83℃下反应47分钟后，加入丙烯酸质量19％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在78℃恒温下反应50分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
凤眼莲，俗称水葫芦，外来物种，水生植物，全草含二氧化硅、钙、镁、钾、铁等微量元素和微量蛋白质，氨基酸。用凤眼莲作保水剂可以将植物生长必需的微量元素补充进土壤中，改善土壤的理化性质，有利于水土保持。除此之外，凤眼莲无性繁殖能力很强，如果不及时处理就会对环境造成污染，如果大批量生产，做成保水剂，就可以变害为宝，对整个生态环境具有深远的意义。
Claims (7)
1、一种环保型保水剂的制备方法，其特征在于
1)凤眼莲的活化
首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠∶凤眼莲为0.03～0.08∶1的质量比加入氢氧化钠，并在70-80℃反应40-80分钟；
2)活化后的凤眼莲接枝共聚
将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2～3∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按3～5∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.0％～3.5％的PVA和质量浓度为40％～45％氢氧化钠调节体系的pH＝6.5～8.5，在45～55℃下，加入丙烯酸质量0.5％～0.7％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1～1.5小时后；再加入丙烯酸质量1.0％～1.2％的K2S2O8，在70～85℃下反应45～60分钟后，加入丙烯酸质量15％～20％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在70-80℃恒温下反应45～60分钟；
3)将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
2、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.03∶1的质量比加入氢氧化钠，并在75℃反应40分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按5∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.0％的PVA和质量浓度为45％氢氧化钠调节体系的pH＝6.5，在55℃下，加入丙烯酸质量0.7％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1小时后；再加入丙烯酸质量1.2％的K2S2O8，在85℃下反应45分钟后，加入丙烯酸质量20％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在75℃恒温下反应60分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
3、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.06∶1的质量比加入氢氧化钠，并在80℃反应80分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按3∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按4∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.2％的PVA和质量浓度为43％氢氧化钠调节体系的pH＝7.0，在48℃下，加入丙烯酸质量0.5％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.2小时后；再加入丙烯酸质量1.0％的K2S2O8，在70℃下反应60分钟后，加入丙烯酸质量18％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在72℃恒温下反应52分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
4、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.04∶1的质量比加入氢氧化钠，并在70℃反应60分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.3∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按3∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.5％的PVA和质量浓度为41％氢氧化钠调节体系的pH＝8.5，在50℃下，加入丙烯酸质量0.6％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.5小时后；再加入丙烯酸质量1.1％的K2S2O8，在78℃下反应55分钟后，加入丙烯酸质量16％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在80℃恒温下反应45分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
5、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.07∶1的质量比加入氢氧化钠，并在72℃反应50分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.8∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按4∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.3％的PVA和质量浓度为45％氢氧化钠调节体系的pH＝7.5，在45℃下，加入丙烯酸质量0.5％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.4小时后；再加入丙烯酸质量1.0％的K2S2O8，在72℃下反应50分钟后，加入丙烯酸质量17％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在76℃恒温下反应48分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
6、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.05∶1的质量比加入氢氧化钠，并在76℃反应70分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.5∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按3∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.4％的PVA和质量浓度为42％氢氧化钠调节体系的pH＝8.0，在52℃下，加入丙烯酸质量0.7％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.1小时后；再加入丙烯酸质量1.1％的K2S2O8，在80℃下反应58分钟后，加入丙烯酸质量15％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在70℃恒温下反应58分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
7、根据权利要求1所述的环保型保水剂的制备方法，其特征在于：首先将凤眼莲与水按1∶30的质量比混合，然后在混合物中按氢氧化钠：凤眼莲为0.08∶1的质量比加入氢氧化钠，并在78℃反应55分钟制得活化的凤眼莲；将丙烯酸单体与丙烯酰胺按2.6∶1的质量比混合制成丙烯酸与丙烯酰胺的混合物，再将丙烯酸单体与丙烯酰胺的混合物与活化后的凤眼莲按5∶1的质量比混合，然后再加入丙烯酸质量的3.1％的PVA和质量浓度为44％氢氧化钠调节体系的pH＝6.5，在46℃下，加入丙烯酸质量0.6％的由NaHSO3与(NH4)2S2O8按1∶1的质量比混合制成的引发剂，反应1.3小时后；再加入丙烯酸质量1.2％的K2S2O8，在83℃下反应47分钟后，加入丙烯酸质量19％的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在78℃恒温下反应50分钟；将反应结束后的产物在不高于80℃的温度下烘干、并粉碎过80目筛即得产品。
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