CN100419027C

CN100419027C - 含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN100419027C
Application number: CNB2006100186190A
Authority: CN
Inventors: 范力仁; 潘亚平; 田慧卿; 沈上越
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: CN1844254A

Abstract

本发明涉及一种含非金属矿物的高吸水保水复合材料的制备方法。含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)层状硅酸盐矿物深加工处理；2)分散处理：将经深加工处理过的层状硅酸盐矿物粉体加入到溶有水溶性自由基聚合引发剂和交联剂的重量浓度为5～50%的水溶性乙烯类不饱和单体溶液中进行分散处理，3)聚合反应：将经过分散处理的上述混合物料缓慢地滴加到溶有表面活性剂或/和聚合物保护胶体的疏水性有机分散介质之中，于20～90℃条件下进行油包水型反相悬浮聚合1～6小时；4)后处理：上述聚合反应完成后，使温度降至室温，加入有机溶剂脱水或进行共沸蒸馏脱水，用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于40～110℃真空干燥，得产品。本方法具有制备成本低、产品性能好的特点。

Description

含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种含非金属矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，具体涉及一种含层状硅酸盐矿物的高吸水保水材料的制备方法。

背景技术

近年来，高吸水保水复合材料因其优良的吸水和保水性能而被广泛应用于农林园艺、生理卫生、石油、化工、建材和食品等众多领域。而以水溶性乙烯类不饱和单体(如丙烯酸系、丙烯酰胺系和乙烯醇系)为原料合成的传统高吸水性树脂，要么原材料成本偏高，要么吸水性能不高，要么抗盐性较差等，从而限制了它们的应用。而通过亲水性的无机非金属矿物与有机高分子进行复合，可以有效地改善高吸水树脂的的耐盐性、吸水速率、凝胶强度、热稳定性、保水性等性能，并且能显著降低原料成本，从而得到了迅速的发展，为高吸水材料的开发和应用提供了广阔的前景。

目前国内外文献和专利报道的含非金属矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，大多数采用水溶液聚合法。CN1041601和CN1621422都以膨润土和丙烯酰胺为主要原料，采用氧化还原引发体系或过氧化物引发体系，在水溶液中合成了吸水倍数可控的高吸水材料。这种方法使用的材料是廉价的膨润土，且资源丰富。同时，这种水溶液聚合法合成工艺简便，因此产品的制造成本较低，但是由于采用亲水性不太强的丙烯酰胺做为合成单体，因此吸水能力并不强，而且产品中残留的丙烯酰胺单体具有较大毒性。CN1631970在此基础上做了一些改进，它采用淀粉与丙烯酰胺和凹凸棒土在引发剂的存在下，经接枝共聚而制成的吸水剂；该发明的优点在于吸水剂的成本大大降低，吸水能力有所提高，且具有良好的生物降解性能；但是产物须经水解皂化等后处理后，方能得到吸水倍率较高的产品，而且产品也存在着毒性的问题。CN1542046、CN1542045、CN1542049、CN1542047和CN1542048都采用水溶液聚合法，在含有引发剂和交联剂的水溶性乙烯类不饱和单体溶液中分别添加累托石、伊利石、绢云母、煅烧高岭土和含镁质粘土矿物，制备出具有原料成本低，吸水倍率高，抗盐性较好，适用于农林业的含非金属矿物粉体的高吸水保水复合材料。以上含非金属矿物的高吸水保水复合材料的制备均采用的是水溶液法，该法的特点是：过程简单，既可间歇，也可连续生产，成本低，采用水为反应溶剂，对环境污染较少。但仍存在着反应热难散失、易爆聚，产品不稳定及产物干燥后要经过机械粉碎，耗能较大等缺点。

CN1587289利用部分中和的丙烯酸单体，反相悬浮于含非离子型表面活性剂的非极性有机溶剂中，在水溶性引发剂或氧化-还原引发剂的作用下，采用反相悬浮聚合工艺制备高吸水性树脂。该法与水溶液聚合法相比，具有很多优点，如反应容易控制，产物为小颗粒状，后处理方便，能耗较小，产品性能较佳等，但是由于该方法采用单体全部是丙烯酸，因此原料和制备成本仍然偏高。CN1415696采用反相悬浮法，利用糊化的魔芋飞粉接枝水溶性乙烯类单体，制备土壤保水剂，该法有效地降低了原料成本，但是由于魔芋飞粉在细菌的作用下容易霉变，所以制得的产品易降解，其实际使用寿命并不长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低、产品性能好的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)层状硅酸盐矿物深加工处理：将层状硅酸盐矿物原土机械粉碎或超细粉碎至平均粒径≤45um；2)分散处理：将经深加工处理过的层状硅酸盐矿物粉体加入到溶有水溶性自由基聚合引发剂和交联剂的重量浓度为5～50％的水溶性乙烯类不饱和单体溶液中进行分散处理，分散处理方法：采用高速搅拌机进行搅拌分散或用胶体磨进行分散，或采用超声波进行超声分散；采用超声分散法时，超声波发生器的功率为20～4000W，超声波的频率为10千赫～300兆赫；层状硅酸盐矿物的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的2～200％，水溶性自由基聚合引发剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.001～10％，交联剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0～10％；3)聚合反应：将经过分散处理的上述混合物料缓慢地滴加到溶有表面活性剂或/和聚合物保护胶体的疏水性有机分散介质之中，于20～90℃(优选40～80℃)条件下进行油包水型反相悬浮聚合1～6小时(优选2～5小时)；疏水性有机分散介质为水溶性乙烯类不饱和单体水溶液体积的1～5倍，表面活性剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～20％，聚合物保护胶体的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～10％；4)后处理：上述聚合反应完成后，使温度降至室温，加入有机溶剂脱水或进行共沸蒸馏脱水，用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于40～110℃真空干燥，稍经机械粉碎或不经机械粉碎得颗粒状或粉状产品。(说明：当采用表面活性剂和聚合物保护胶体时，表面活性剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～20％，聚合物保护胶体的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～10％。)

所述的有机溶剂为甲醇或丙酮等。

下面详细介绍本发明。

1.层状硅酸盐矿物

亲水性的层状硅酸盐矿物，其结构特征为：在硅酸盐结构中，每个Si一般为四个O所包围，构成[SiO₄]四面体结构单元。在硅氧骨干中，[SiO₄]四面体以角顶相连，形成在二维空间上无限延伸的层。在层中每一个[SiO₄]四面体以三个角顶与相邻的[SiO₄]四面体相联结。凡具有上述结构特征的层状硅酸盐矿物都可用于本发明。典型的层状硅酸盐矿物有：高岭石(Al₁[Si₄O₁₀](OH)₈)、滑石(Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂)、蒙脱石((M_xnH₂O)(Al_2-xMg_x)[Si₄O₁₀](OH)₂)、白云母(KAl₂[(AlSi₃)O₁₀](OH)₂)、伊利石(K_1-1.5Al₄[Si_7-6.5Al_1-1.5O₂₀](OH)₁)、绿泥石((Mg，Fe)_6-x(Al，Fe³⁺)_2xSi_4-xO₁₀(OH)₈)等。这些矿物可以单独使用，也可以任意几种矿物以任意比例混合使用。当单独使用一种矿物时，其纯度须≥40％；对于混合矿物粉体，其主要矿物的纯度(或含量)≥30％。对于含有阻聚性物质(一般为还原性的物质，如Fe²⁺，Cu⁺等)的层状硅酸盐矿物原土还须经过酸洗，磁选，煅烧或焙烧提纯处理。上述矿物在使用前必须经过机械粉碎至平均粒径≤45um。层状硅酸盐矿物的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的2～200％，优选2～120％(重量)。

2.水溶性乙烯类不饱和单体

任何符合要求的水溶性乙烯类不饱和单体都可用于本发明。典型的水溶性离子型乙烯类不饱和单体是：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的碱金属盐、甲基丙烯酸的碱金属盐、丙烯酸的铵盐、甲基丙烯酸的铵盐；2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的碱金属盐。典型的非离子型单体是：(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基丙稀酰胺、2-羟乙基(甲基)丙烯酸、N-甲基醇(甲基)丙烯酰胺。其中优选的是丙烯酸、丙烯酸的碱金属盐、丙烯酸的铵盐、丙烯酰胺。这些水溶性乙烯类不饱和单体可以单独使用，也可以混合使用，任意二种以上的混合时：1、离子型单体的各具体单体之间为任意配比，2、非离子型单体的各具体单体之间为任意配比；3、离子型单体和非离子型单体混合时，离子型单体：非离子型单体＝99∶1或1∶99(摩尔比)。

水溶性乙烯类不饱和单体在含水溶液中的重量浓度为5％至饱和浓度，优选20～50％(重量)。丙烯酸可以以部分地或全部地用碱金属或铵化合物中和的形式使用。中和度为20～100％(摩尔)。

水溶性乙烯类不饱和单体若为甲基丙烯酸或丙烯酰胺及其衍生物时，其中和度为20～100％(摩尔)。

3.水溶性自由基聚合引发剂

适合此类聚合的水溶性自由基聚合引发剂为过硫酸盐，如：过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵，这些水溶性引发剂可以混合使用，混合使用时，为任意配比。过硫酸盐也可以和还原性物质如亚铁离子、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等配合成氧化还原体系使用；配合使用时各成份配比由化学反应方程式的计量关系确定。

水溶性自由基聚合引发剂相对于水溶性乙烯类不饱和单体的用量为0.001～10％(重量)，优选0.01～5％(重量)。

4.交联剂

本发明中使用的交联剂每分子至少含二个可聚合的不饱和基团。典型的交联剂有：多醇的二-或三-(甲基)丙烯酸酯，所说的多醇例如乙二醇、丙二醇、丙三醇聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚丙三醇；典型的交联剂还有：多醇不饱和酸或酸酐(例如马来酸、富马酸、马来酸酐)，富马酸或马来酸酐与多醇反应得到的不饱和多酯；双丙烯酰胺(如N，N’-亚甲基双丙烯酰胺)，由聚氧化合物和甲基丙烯酸反应得到的二-或三-(甲基)丙烯酸酯；由聚异氰酸酯(例如二异氰酸苯亚甲酯和二异氰酸亚己酯)和羟乙基(甲基)丙烯酸酯反应得到的(甲基)丙烯酸氨基甲酰脂；多元烯丙基化合物(例如烯丙基化淀粉、烯丙基化纤维素、邻苯二甲酸烯丙酯等)。在这些交联剂中，优选的是N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇马来酸酯。

这些交联剂使高吸水保水剂在体相中形成交联或轻度交联的三维网络以提高高吸水保水剂的凝胶强度。

相对于水溶性乙烯类不饱和单体，交联剂的用量为0～10％(重量)，优选0.01％～5％(重量)。

5.疏水性溶剂(即疏水性有机分散介质)

在本发明中，任何符合要求的疏水性溶剂都可以使用，但必须满足的条件是基本上不溶于水，对聚合作用呈惰性。典型的溶剂是脂肪族烃(例如正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷，异构石蜡烃、汽油等)；环烷烃(如环己烷、甲基环己烷等)；芳香烃类(如甲苯、二甲苯、苯等)。从质量和商业上可用性的观点看，其中优选环己烷。

疏水性溶剂的用量一般是水溶性乙烯类不饱和单体水溶液体积的1～5倍，优选2～4倍。

6.表面活性剂，聚合物保护胶体(即防粘结剂)：

在悬浮聚合中可以采用的分散剂大部分在反相悬浮聚合中也可以采用。往往在此适用的表面活性剂主要是HLB为3～9的非离子表面活性剂。典型的非离子表面活性剂大致有：山梨醇酯类(Span)(例如Span-60、Span-80等)；聚氧乙烯类(Tween)(如聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯)；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物；磷酸单酯类(如十六烷基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯)；脂肪酸二乙醇酰胺、蔗糖脂肪酸酯、聚丙三醇脂肪酸酯；聚乙烯醇、乙基纤维素及其衍生物。为提高分散效果，减少结块现象发生。上述的两种或几种表面活性剂可配合使用。在上述表面活性剂中，优选Span-60、Span-80，其用量一般为水溶性乙烯类不饱和单体的0.1～20％(重量)，优选1～10％(重量)。

另外，为保证在反应过程中生成的凝胶粒子不发生粘结现象。可加入防粘剂，又称分散助剂。防粘结剂可采用HLB为2.8以下(0.8～2.5)的非离子表面活性剂和烃类油或油脂等。非离子表面活性剂有山梨糖醇甘油脂肪酸酯、甘油糖(醛)甘油油酸酯、甘油糖硬脂酸酯、丙二醇甘油硬脂酸酯或它们的混合物。

烃类油及油脂可使用液体石蜡、动植物油等。高分子表面活性剂有乙基纤维素、羟乙基纤维素等。

防粘剂可防止有机溶剂在分离水的过程中凝胶粘结、凝聚，并且也是干燥过程中的防粘结剂。在上述防粘剂中优选乙基纤维素，聚合物保护胶体的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～10％。

在本发明中，采用如下方法测定和计算吸蒸馏水、自来水及生理盐水的吸液倍率：

称取0.5～1.0g干燥处理后的粒状或粉状产品置于500-1000ml烧杯中，加入450～900ml蒸馏水或自来水或称取0.5～1.0g干燥处理后的粒状或粉状产品置于150ml烧杯中加入100ml 0.9％NaCl溶液，静置24小时后，用100目网筛将多余的水滤去，称出凝胶质量，按下式计算吸水倍率：

吸液倍率＝(凝胶质量-干凝胶质量)/干凝胶质量。

本发明采用向疏水性溶剂(油相)中滴加含有矿物粉体的水溶性乙烯类不饱和单体水溶液的反相悬浮工艺，制备含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料。本发明具有原料来源广、成本低，有机分散介质可回收再利用，反应过程容易控制，所得的产品粒径可控，产品性能好(吸水能力强，吸水速率快，保水性和抗盐性能好)，产品后处理简单的优点。

本发明制得的层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料，原材料成本比聚丙烯酸下降20～50％。实验测得本系列高吸水保水剂的吸液倍率的范围为：吸蒸馏水的倍率为400～1600g/g，吸自来水的倍率为250～650g/g，吸0.9％生理盐水的倍率为50～192g/g。吸水速率快，在2～3min内的吸水倍率可达到其饱和吸水倍率的90％以上。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

将环己烷230ml、Span-601.8g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，开启搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

将氢氧化钠13.4g溶解于40g去离子水中，放置一段时间冷却或在冰水中快速冷却。另称取30g丙烯酸，在冰水浴和搅拌下将氢氧化钠溶液缓慢滴加到丙烯酸中使之中和(即中和度为80％)，使单体在水相中的重量浓度为25％，再加入过硫酸钾0.1g和经过机械粉碎后的高岭石粉体(含量≥40％，粒径≤45um)3g，用超声波进行超声分散，混合均匀后，将混合单体水溶液缓慢滴加上述油相中，在75℃下聚合2h，待温度降至室温，加入甲醇脱水用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于40℃真空干燥8h，稍经机械粉碎或不经机械粉碎得颗粒状或粉末状成品。

实施例2：

将甲苯300ml、Span-60 0.7g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，开启搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为50％中和度为60％的丙烯酸溶液100克中，搅拌下加入丙烯酰胺20克，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.007克、过硫酸铵0.425克，溶解，再将机械粉碎过的滑石(含量≥90％，粒径≤45um)96克加入其中，超声分散20分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于70℃下聚合5h。待温度降至室温，加入甲醇脱水，并用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于80℃真空干燥3h，稍经机械粉碎或不经机械粉碎得颗粒状或粉末状成品。

实施例3：

将环己烷480ml、Span-60 1.8g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为40％中和度为90％的甲基丙烯酸溶液200克中加入丙烯酰胺40克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.024克、过硫酸钠0.115和过硫酸铵0.110克，溶解，再将机械粉碎过的伊利石(含量≥60％，粒径≤45um)10克加入其中，胶体磨分散。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合3h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于110℃干燥2小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

实施例4：

将环己烷960ml、Span-601.8g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为40％中和度为90％的甲基丙烯酸溶液200克中加入丙烯酰胺40克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.030克、过硫酸钠0.110和过硫酸铵0.115克，溶解，再将机械粉碎过的白云母(含量≥60％，粒径≤45um)2.4克加入其中，高速搅拌分散10分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合4h 。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于110℃干燥2小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

实施例5：

将环己烷1000ml、Span-603.2g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为25％中和度为70％的丙烯酸溶液400克中加入丙烯酰胺40克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.028克、过硫酸钠0.120和过硫酸铵0.114克，溶解，再将机械粉碎过的绿泥石(含量≥60％，粒径≤45um)240克加入其中，胶体磨分散。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合3h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于100℃干燥3小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

实施例6：

将环己烷480ml、Span-601.8g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为10％中和度为90％的甲基丙烯酸溶液200克中加入丙烯酰胺40克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.024克、过硫酸钠0.115和过硫酸铵0.110克，溶解，再将机械粉碎过的蒙脱石(含量≥60％，粒径≤45um)10克加入其中，胶体磨分散。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合3h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于110℃干燥2小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

实施例7：

采用与实施例6相同的操作和步骤制备粉状或粒状产物，只是将1.8g span-60和0.9gtween-40用作表面活性剂。

实施例8：

采用与实施例6相同的操作和步骤制备粉状或粒状产物，只是将1.8g span-60用作表面活性剂，2g乙基纤维素作防粘剂。

实施例9：

采用与实施例6相同的操作和步骤制备粉状或粒状产物，只是将1.8g十六烷基磷酸单酯用作表面活性剂。

实施例10：

采用与实施例6相同的操作和步骤制备粉状或粒状产物，只是将1.2g聚乙烯醇用作表面活性剂，0.03g十二烷基磺酸钠用作分散助剂。

实施例11：

将环己烷300ml、Span-60 3g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，开启搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为30％中和度为80％的丙烯酸溶液100克中，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.007克、过硫酸钾0.425克，溶解，再将超细粉碎过的白云母(含量≥90％)50克加入其中，超声分散20分钟。再将混合单体水溶液缓慢滴加到上述油相中，在70℃下聚合2h，再升高温度至80℃聚合1h。待温度降至室温，加入甲醇脱水用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于90℃真空干燥6h，稍经机械粉碎或不经机械粉碎得颗粒状或粉末状成品。

实施例12：

将环己烷500ml、Span-603.6g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

将浓度为30％中和度为40％的丙烯酸溶液280克中，搅拌下加入丙烯酰胺40克，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.05克、过硫酸铵0.225克，亚硫酸氢钠0.200克，溶解，再将经酸洗提纯处理过的绿泥石(含量≥60％，粒径≤45um)50克加入其中，超声分散20分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于40℃下聚合4h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于110℃干燥2小时，然后稍经机械粉碎颗粒状或粉末状产品。

实施例13：

将环己烷600ml、Span-60 5.4g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为15％丙烯酰胺溶液300克中，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.050克、过硫酸钠0.115和过硫酸铵0.110克，溶解，再将经磁选提纯处理过的高岭石(含量≥60％，粒径≤45um)10克加入其中，超声分散10分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合3h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于真空条件下50℃干燥5小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎得颗粒状或粉末状成品。

实施例14：

将环己烷400ml、Span-60 1.8g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为25％中和度为90％的丙烯酸溶液200克中加入丙烯酰胺20克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.031克、过硫酸钠0.115和过硫酸铵0.110克，溶解，再将经焙烧处理过的高岭石(含量≥60％，粒径≤45um)10克加入其中，超声分散10分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于75℃下聚合3h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于100℃干燥5小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

实施例15：

将环己烷500ml、Span-602g加入反应器中，升温至75℃，通氮气驱除其中的氧气，搅拌使Span-60完全溶解，形成油相。

于浓度为5％中和度为90％的丙烯酸溶液200克中加入丙烯酰胺40克，溶解，搅拌下加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.027、过硫酸钠0.115和过硫酸铵0.110克，溶解，再将高温煅烧过的高岭石(含量≥60％，粒径≤45um)40克加入其中，高速搅拌分散30分钟。在保持恒速搅拌的情况下，将混合单体水溶液缓慢滴加到装有上述油相的容器中，于70℃下聚合6h。待温度降至室温，加入甲醇脱水并用乙醇洗涤，过滤，生成的凝胶于105℃干燥4小时，稍经机械粉碎或不经机械粉碎直接得颗粒状或粉末状成品。

Claims

1. 含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)层状硅酸盐矿物深加工处理：将层状硅酸盐矿物原土机械粉碎或超细粉碎至平均粒径≤45um；层状硅酸盐矿物为高岭石、滑石、蒙脱石、白云母、绿泥石、伊利石中的任意一种或任意二种以上的混合；为一种时，层状硅酸盐矿物的含量≥40％，任意二种以上的混合时，为任意配比，层状硅酸盐矿物的含量≥30％；2)分散处理：将经深加工处理过的层状硅酸盐矿物粉体加入到溶有水溶性自由基聚合引发剂和交联剂的重量浓度为5～50％的水溶性乙烯类不饱和单体溶液中进行分散处理，层状硅酸盐矿物的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的2～200％，水溶性自由基聚合引发剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.001～10％，交联剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0～10％；3)聚合反应：将经过分散处理的上述混合物料缓慢地滴加到溶有表面活性剂或/和聚合物保护胶体的疏水性有机分散介质之中，于20～90℃条件下进行油包水型反相悬浮聚合1～6小时；疏水性有机分散介质为水溶性乙烯类不饱和单体水溶液体积的1～5倍，表面活性剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～20％，聚合物保护胶体的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.1～10％；4)后处理：上述聚合反应完成后，使温度降至室温，加入有机溶剂脱水或进行共沸蒸馏脱水，用乙醇洗涤，过滤，聚合产物于40～110℃真空干燥，得产品。

2. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：对于含有阻聚性物质的层状硅酸盐矿物原土还须经过酸洗，磁选，煅烧或焙烧提纯处理。

3. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：分散处理为：采用高速搅拌机进行搅拌分散或用胶体磨进行分散，或采用超声波进行超声分散；采用超声分散法时，超声波发生器的功率为20～4000W，超声波的频率为10千赫～300兆赫。

4. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：有机溶剂为甲醇或丙酮。

5. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：层状硅酸盐矿物的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的2～120％。

6. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：水溶性自由基聚合引发剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.01～5％。

7. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：交联剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的0.01％～5％。

8. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：疏水性有机分散介质为水溶性乙烯类不饱和单体水溶液体积的2～4倍。

9. 根据权利要求1所述的含层状硅酸盐矿物的高吸水保水复合材料的制备方法，其特征在于：表面活性剂的添加量为水溶性乙烯类不饱和单体重量的1～10％。