CN104356281A - 一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，其所述制备方法是丙烯酸经无机碱溶液部分中和后，依次与蒸馏水、交联剂和引发剂进行混合，然后在一定温度下反应，干燥后得到耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂。本方法采用的交联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷无毒性，且价格低廉，由于分子中含有硅元素，使得聚丙烯酸高吸水性树脂的耐盐性能较好，且制备方法简单，其吸蒸馏水倍率为900～1600g/g，吸生理盐水倍率为110～194g/g。

Description

一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，具体是一种用于吸水剂且耐盐性好的聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法。    

背景技术  

聚丙烯酸高吸水树脂是一种吸水能力很强的高分子聚合物，它可以吸收大量的液态水，有着广泛的应用，在农业抗旱保苗、土壤保水等方面做保水剂；在个人卫生用品卫生巾、尿不湿等方面做吸水剂；在建筑材料方面可做堵漏材料等。现有聚丙烯酸高吸水树脂的制备方法多是以具毒性的N，N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，而且得到的聚丙烯酸高吸水性树脂的吸盐性较低。

公开号为CN101134794A公开了一种“采用溶液聚合法合成可完全生物降解高吸水性树脂的方法”，该方法以部分中和的丙烯酸与亚甲基取代的杂环化合物为共聚反应单体，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，摩尔比为1∶1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠为氧化还原型引发剂，四丁基卤化铵为相转移催化剂，采用溶液聚合法合成主链含氧原子的可完全生物降解高吸水性树脂。但在该方法中，以丙烯酸为单体、N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用溶液聚合法合成高吸水性树脂的方法，N，N-亚甲基双丙烯酰胺具有毒性，不利于一次性个人护理使用，如婴儿纸尿布、妇女卫生巾，使用时存在安全隐患。

公开号为CN1539853A公开了一种“高吸水性树脂的生产方法”， 该生产方法是由聚合单体、引发体系、交联剂等反应原料先经过预聚合得到粘稠预聚物，然后再进一步聚合生成凝胶状固体产物，经过后处理得到高吸水性树脂产品，吸盐率最高为150g/g。

发明内容  

本发明的问题在于采用无毒交联剂，以降低耐盐性吸水性树脂的生产成本，同时进一步提高耐盐性吸水性树脂的耐盐性及其吸水率，进而提供一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的措施是一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，其所述制备方法是丙烯酸经无机碱溶液部分中和后，依次与蒸馏水、交联剂和引发剂进行混合，然后在一定温度下反应一段时间，干燥后得到耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂；

所用各组分及其反应条件为：丙烯酸单体浓度20%~40%；丙烯酸中和度60%~90%；交联剂0.01%~0.09%；引发剂0.1%~1.0 %；反应温度50℃~90℃；反应时间5h~10h。

进一步地，其附加技术特征如下。

所述无机碱是氧化钠或氢氧化钾。

所述交联剂的分子一端是双键，另一端是硅氧烷物质，包括γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。

所述引发剂是过硫酸铵或过硫酸铵钾。

所述制备方法的反应过程中，交联剂是先以单体的形式与丙烯酸进行共聚，然后其中的硅氧烷经过水解缩合形成硅氧硅键进行交联，最后得到聚丙烯酸三维网络交联结构。

实施本发明上述所提供的一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，与现有技术相比，其优点与积极效果在于：由于本发明制备方法中所采用的交联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷没有毒性，且价格低廉，其分子中含有多官能度的硅羟基，能够有效地提高聚丙烯酸高吸水性树脂的耐盐性能，且制备方法简单，所制备得到的耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的吸蒸馏水倍率为900～1600g/g，吸生理盐水倍率为110～194g/g。

具体实施方式  

下面对本发明的具体实施方式做出进一步的说明。

实施本发明上述所提供的一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，其所述制备方法是采用了部分中和的丙烯酸与含有硅烷氧基的不饱和单体经共聚、水解、交联干燥后所制备产物。由于此新型结构聚丙烯酸中含有多官能度的Si-OH，一方面可以提高丙烯酸高吸水性熟知的耐盐性能，另一方面可以起到交联剂的作用。在高吸水性树脂的分子结构中具有其组成及其含量的配比按质量比为：丙烯酸：含硅烷氧基不饱和单体为1：0.01~0.1；经无机碱溶液部分中和后依次与蒸馏水、交联剂和引发剂进行混合，然后在一定温度下反应一段时间，干燥后得到耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂，所用各组分及其反应条件为：丙烯酸单体浓度20%~40%；丙烯酸中和度60%~90%；交联剂0.01%~0.09%；引发剂0.1%~1.0 %；反应温度50℃~90℃；反应时间5h~10h。

具体包括以下步骤：

(1) 在顶温为68.5~69℃，底温为72~74℃，真空度为0.1MPa时，减压蒸馏精制丙烯酸。

(2) 在氮气保护下和在冰浴环境下，于烧杯中用无机碱溶液部分中和丙烯酸使之中和度达到60%~90%。

(3) 将蒸馏水、交联剂和引发剂加入到上述步骤(2) 中的溶液中，搅拌均匀，所用各组分及其质量配比为丙烯酸单体浓度为20%~40%，交联剂为0.01%~0.09%，引发剂为0.1%~1.0 %。

(4)将上述步骤(3)中的溶液置于50℃~90℃水浴中反应5h~10h，得到黄色粘稠物质，50℃干燥24h并研磨，得到一种新型结构的耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂。

在上述实施的制备方法中，所采用的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾等。

在上述实施的制备方法中，所采用的交联剂分子对的一端是双键，另一端是硅氧烷物质，包括γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷等。

在上述实施的制备方法中，所采用的引发剂为过硫酸铵或过硫酸铵钾等。

在上述实施的制备方法中，在反应过程中的交联剂先以单体的形式与丙烯酸进行共聚，然后其中的硅氧烷经过水解缩合形成硅氧硅键，起到交联剂的作用，最后得到聚丙烯酸三维网络交联结构，此时产物的结构不同于传统聚丙烯酸的网络结构，更加立体，通过电镜扫描可看到产物表面孔洞致密，结构均一。

 

下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式做出进一步的说明。

实施例1

取2ml在顶温为68.5~69℃，底温为72~74℃，真空度为0.1MPa条件下进行减压蒸馏的丙烯酸，在氮气保护和冰浴环境下，用2mol/L氢氧化钠溶液中和70%丙烯酸，混合均匀，将5ml蒸馏水、0.8ml 0.5g/L交联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷以及0.008g引发剂过硫酸铵依次加入到部分中和的丙烯酸溶液中，磁力搅拌，60℃反应9h，得到黄色粘稠物质，在50℃烘箱中干燥24h，得到一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂。

 

实施例2

取2ml丙烯酸在顶温为68.5~69℃，底温为72~74℃，真空度为0.1MPa条件下进行减压蒸馏，在氮气保护和冰浴环境下，用2mol/L氢氧化钠溶液中和80%丙烯酸，混合均匀，将6.6ml蒸馏水、1ml 0.5g/L交联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、0.01g引发剂过硫酸钾依次加入到部分中和的丙烯酸溶液中，磁力搅拌，70℃反应7h，得到黄色粘稠物质，在50℃烘箱中干燥24h，得到一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂。

 

实施例3

取2ml丙烯酸在顶温为68.5~69℃，底温为72~74℃，真空度为0.1MPa条件下进行减压蒸馏，在氮气保护和冰浴环境下，用2mol/L氢氧化钾溶液中和75%丙烯酸，混合均匀，将7ml蒸馏水、1.4ml 0.5g/L交联剂γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、0.015g引发剂过硫酸钾依次加入到部分中和的丙烯酸溶液中，磁力搅拌，85℃反应6h，得到黄色粘稠物质，在50℃烘箱中干燥24h，得到一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂。

Claims (5)

1.一种耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂的制备方法，其所述制备方法是采用溶液聚合法，先用无机碱部分中和丙烯酸，然后依次在部分中和的丙烯酸溶液中加入蒸馏水、交联剂和引发剂进行混合，然后在一定温度下反应，最后干燥研磨，获得到耐盐性聚丙烯酸高吸水性树脂；

所用各组分及其反应条件为：丙烯酸单体浓度20%~40%；丙烯酸中和度60%~90%；交联剂0.01%~0.09%；引发剂0.1%~1.0 %；反应温度50℃~90℃；反应时间5h~10h。

2.如权利要求1或2所述的制备方法，其所述无机碱是氧化钠或氢氧化钾。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其所述交联剂的分子一端是双键，另一端是硅氧烷物质，包括γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。

4.如权利要求1或2所述的制备方法，其所述引发剂是过硫酸铵或过硫酸铵钾。

5.如权利要求1所述的制备方法，其所述制备方法的反应过程中，交联剂是先以单体的形式与丙烯酸进行共聚，然后其中的硅氧烷经过水解缩合形成硅氧硅键进行交联，最后得到聚丙烯酸三维网络交联结构。