CN114409967A - 一种复合吸水材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合吸水材料及其制备方法和应用,属于水利工程防渗堵漏技术领域。所述复合吸水材料包括以下重量份组分:高吸水树脂100份,填料200~400份,改性植物纤维300~500份;所述填料为膨润土、粘土、石灰石、粉煤灰、高岭土中至少一种;所述改性植物纤维的制备方法如下:将植物纤维置于质量浓度为15%~20%硅酸钠溶液中浸泡2~4h,然后取出晾干;所述硅酸钠溶液与所述植物纤维的质量比为(8~10):1。此外,本发明还提供了所述复合吸水材料及高吸水树脂的制备方法,通过本发明的方法制备的复合吸水材料具有优良的吸水性能和强度,采用该复合吸水材料制备的堵漏材料能够有效实现对堤坝渗漏的封堵。
Description
技术领域
本发明属于水利工程中堤坝防渗堵漏技术领域,具体涉及一种复合吸水材料及其制备方法以及将该复合吸水材料用于制备堵漏材料的方法。
背景技术
土石堤坝发生渗漏的原因,往往与其修建位置和填筑材料有关。堤坝多修建在冲淤平原及古河道上,构成材质为就地取材的含砂石土,如长江中下游堤基多为粉质壤土、砂壤土和粉细砂组成,部分堤身填筑土性状也较差,在汛期水位上涨后,坝身挡水时极易出现渗水、堤基则出现沉降变形与稳定问题,如果渗水面过大或出现渗漏破坏,就会随着流速加快而引发堤防裂缝、脱坡、管涌等种种险情,甚至产生溃坝风险,继而引发洪水、滑坡、泥石流等次生灾害。
随着防渗堵漏技术的不断革新,土石坝防渗材料逐渐由早期的普通混凝土向钢筋混凝土、塑性混凝土、粘土混凝土发展。然而刚性混凝土体积较大、自重较重、自身产生应力较大、弹性模量较大、变形协调能力差;而塑性混凝土虽然大大降低了弹性模量,能够弥补刚性混凝土变形协调能力差的缺陷,但是又存在强度较低、抗渗性下降、耐久性较差等问题。并且,混凝土材料存在水泥消耗量大、造价昂贵、养护周期长、环境污染严重等问题。例如,中国专利CN110952502B中公开了一种堤坝防渗处理方法,包括以下步骤:(1)在堤坝渗漏位置,钻取注浆孔;(2)向步骤(1)的注浆孔内喷射高压堵漏浆料;所述堵漏浆料,主要由以下质量百分比的原料组成:聚丙烯酰胺2-6%、硅藻土2-7%、纤维粉1-4%、普鲁兰多糖0.5-1.2%、水玻璃5-9%、水泥20-35%、机制砂25-40%和余量水。该方法中使用的堵漏材料就采用了较大量的水泥,需要较长时间的养护。
发明内容
为了解决上述问题,提高堤坝封堵施工效率,满足渗漏应急抢险的工程需求,本发明提供了一种复合吸水材料,并将其与砂石料一起制备成堵漏材料用于堤坝防渗堵漏。为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种复合吸水材料,包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,填料200~400份,改性植物纤维300~500份;所述填料为膨润土、粘土、石灰石、粉煤灰、高岭土中至少一种;所述改性植物纤维的制备方法如下:将植物纤维置于质量浓度为15%~20%硅酸钠溶液中浸泡2~4h,然后取出晾干;所述硅酸钠溶液与所述植物纤维的质量比为(8~10):1。
将植物纤维用硅酸钠溶液浸泡后晾干,使植物纤维上充分吸附有硅酸钠,一方面可以增强吸水树脂与填料之间的粘结性能从而提高复合吸水材料的整体强度,另一方面植物纤维本身可以提高复合吸水材料的强度。本发明中所采用的植物纤维为棉纤维、麻纤维、竹纤维、木纤维中至少一种。
优选的,所述高吸水树脂包括以下重量份的组分:丙烯酸95~105份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸95~105份,交联剂7~9份,引发剂3.6~5份,聚乙二醇二丙烯酸酯19~25.5份,丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯3.5~9份。
优选的,所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。
优选的,所述引发剂包括氧化剂和还原剂,所述氧化剂和所述还原剂的质量比为1:1。
优选的,所述氧化剂为过硫酸盐。
进一步优选的,所述过硫酸盐为过硫酸铵。
优选的,所述还原剂为亚硫酸氢钠。
优选的,所述高吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和所述引发剂得到混合反应体系,在40~60℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量分数为10%,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为10%,所述交联剂的质量为单体总质量的4%,所述引发剂的质量为单体总质量的2%,所述聚乙二醇二丙烯酸酯占单体总质量的10~12%,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯占单体总质量的2~4%;
S1-3、将所述凝胶D在95~105℃下烘干得到高吸水树脂。
在吸水树脂的制备过程中加入限定用量的聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,可以提高高吸水树脂的强度,使得含有高吸水树脂的复合吸水材料的整体强度进一步提高。本发明中使用的高吸水树脂可以为普通的商业购买的高吸水树脂,也可以按照上述高吸水树脂的制备方法制备,然后将高吸水树脂与填料和改性植物纤维进行物理混合得到复合吸水材料。
本发明中的复合吸水材料还可以通过化学方法进行制备,具体包括以下步骤:
S2-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S2-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和所述填料,在40~60℃下搅拌至所述反应容器中无气泡溢出;
S2-3、向所述反应容器中加入所述引发剂和所述改性植物纤维,在40~60℃下搅拌至形成凝胶E;所述丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂、引发剂、填料、改性植物纤维的质量比为1:1:0.08:0.04:(2~4):(3~5);
S2-4、将所述凝胶E在95~105℃下烘干得到所述复合吸水材料。
用于制备复合吸水材料的反应容器为敞口容器或者可泄气容器,一方面是因为反应过程中加入填料后可能会产生气体,另一方面是方便分批加入反应原料。
本发明中还提供了上述复合吸水材料的应用,将其制备成一种堵漏材料用于水利工程中的堤坝防渗堵漏施工中。所述堵漏材料包括基准材料和上述任一项所述的复合吸水材料,所述复合吸水材料的颗粒大小为5~10目,所述基准材料为砂、石、土按照质量比2:2:1混合而成,所述基准材料的颗粒粒径≤20mm;所述复合吸水材料与所述基准材料的体积比为(10~15):100。
基准材料所用的砂、石、土一般为需要进行封堵的堤坝附近的普通砂子、石子和泥土。
优选的,所述复合吸水材料与所述基准材料的体积比为10:100。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明中利用复合吸水材料制备的堵漏材料,通过基准材料的重力覆盖作用以及高吸水树脂的吸水膨胀能力,能够实现高效封堵堤坝渗漏;将堵漏材料提前加工好,便于施工现场运输、储备和应急处置;
(2)本发明的复合吸水材料一方面通过添加改性植物纤维来提高其强度,另一方面还通过在高吸水树脂制备过程添加聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯来进一步提高高吸水树脂的强度,从而使得复合吸水材料具备不同的强度,能够满足不同施工场景的需要。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。本领域技术人员依据以下实施方式所作的任何等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
以下实施例中,复合吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和引发剂得到混合反应体系,在40~60℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量分数为10%,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为10%,所述交联剂的质量为单体总质量的3.7~4.3%,所述引发剂的质量为单体总质量的1.9~2.4%,所述聚乙二醇二丙烯酸酯占单体总质量的10~12%,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯占单体总质量的2~4%;
S1-3、将所述凝胶D在95~105℃下烘干得到高吸水树脂。
复合吸水材料的制备方法包括以下步骤:
S2-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S2-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和填料,在40~60℃下搅拌至所述反应容器中无气泡溢出;
S2-3、向所述反应容器中加入引发剂和改性植物纤维,在40~60℃下搅拌至形成凝胶E;所述丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂、引发剂、填料、改性植物纤维的质量比为1:1:(0.07~0.09):(0.04~0.05):(2~4):(3~5);
S2-4、将所述凝胶E在95~105℃下烘干得到所述复合吸水材料。
步骤S2-1与步骤S1-1中溶液配制方法完全相同。
堵漏材料的制备方法包括以下步骤:
S3-1、将大块的复合吸水材料粉碎、过筛,选取颗粒大小为5~10目、松散堆积密度为658kg/m3的复合吸水材料备用;将就地取材的普通砂、石子、土分别过筛,选取颗粒粒径≤20mm的砂、石子和土按质量比2:2:1混合得到松散堆积密度为1720kg/m3的基准材料;
S3-2、取步骤S3-1中选取的复合吸水材料与步骤S3-1中制备的基准材料,按体积比(10~15):100混合均匀,得到堵漏材料。所述堵漏材料用于堤坝渗漏封堵。
实施例1
本实施例提供了一种复合吸水材料,包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,膨润土200份,改性植物纤维400份;所述改性植物纤维的制备方法如下:将400份棉纤维置于3600份质量分数为18%的硅酸钠水溶液中浸泡3h,然后取出晾干;
所述高吸水树脂包括以下重量份的组分:
丙烯酸100份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸100份,交联剂8份,引发剂4份,聚乙二醇二丙烯酸酯22份,丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯6份。
所述高吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和引发剂得到混合反应体系,在60℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量份数为100份,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量份数为100份,所述交联剂的质量份数为8份,所述引发剂为2份过硫酸铵和2份亚硫酸氢钠,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的质量份数为22份,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯的质量份数为6份,水的总质量为1000份;
S1-3、将所述凝胶D切成小块,放入烘箱,在105℃下烘干得到高吸水树脂。使用时根据实际需要,将得到的高吸水树脂进行粉碎、过筛,得到所需要的粒径大小的高吸水树脂颗粒。
所述高吸水树脂用于制备复合吸水材料的方法包括以下步骤:
S2-1、将100份丙烯酸溶于水得到溶液A,将100份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将8份交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶于水得到溶液C;所述溶液A、溶液B、溶液C中水的总质量为1000份;
S2-2、持续搅拌状态下依次向敞口的反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、22份聚乙二醇二丙烯酸酯和6份丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和200份膨润土,在60℃下搅拌至所述反应容器中无气泡溢出;
S2-3、向所述反应容器中分别加入2份过硫酸铵、2份亚硫酸氢钠和400份所述改性植物纤维,在60℃下搅拌至形成凝胶E;
S2-4、将所述凝胶E在105℃下烘干得到所述复合吸水材料。
将所述复合吸水材料用于制备堵漏材料的方法如下:
S3-1、将大块的复合吸水材料粉碎、过筛,选取颗粒大小为5~10目、松散堆积密度为658kg/m3的复合吸水材料备用;将就地取材的砂、石子、土分别过筛,选取颗粒粒径≤20mm的砂、石子和土按质量比2:2:1混合得到松散堆积密度为1720kg/m3的基准材料;
S3-2、取1m3步骤S3-1中选取的复合吸水材料与10m3步骤S3-1中制备的基准材料混合均匀,得到堵漏材料。所述堵漏材料用于堤坝渗漏封堵。
实施例2
本实施例提供了一种复合吸水材料,包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,石灰石200份,粉煤灰100份,改性植物纤维500份;所述改性植物纤维的制备方法如下:将500份棉纤维置于5000份质量分数为20%的硅酸钠水溶液中浸泡4h,然后取出晾干。
所述高吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和引发剂得到混合反应体系,在50℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量份数为105份,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量份数为105份,所述交联剂的质量份数为9份,所述引发剂为2.5份过硫酸铵和2.5份亚硫酸氢钠,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的质量份数为25.5份,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯的质量份数为9份,水的总质量为1050份;
S1-3、将所述凝胶D切成小块,放入烘箱,在100℃下烘干得到高吸水树脂。使用时根据实际需要,将得到的高吸水树脂进行粉碎、过筛,得到所需要的粒径大小的高吸水树脂颗粒。
本实施例中制备复合吸水材料的方法与实施例1中相同,不同之处在于所用原料的质量份数不同,步骤S2-2中反应温度为50℃,填料为200份石灰石和100份粉煤灰;步骤S2-3中烘干温度为100℃,丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂、引发剂、填料、改性植物纤维的质量比为1:1:0.09:0.05:2.9:4.8。
堵漏材料的制备方法与实施例1不同之处在于:
步骤S3-2、取1.2m3复合吸水材料与10m3基准材料混合均匀,得到堵漏材料。所述堵漏材料用于堤坝渗漏封堵。
实施例3
本实施例提供了一种复合吸水材料,包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,高岭土100份,粘土100份,改性植物纤维300份;所述改性植物纤维的制备方法如下:将300份棉纤维置于2400份质量分数为15%的硅酸钠水溶液中浸泡2h,然后取出晾干。
所述高吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和引发剂得到混合反应体系,在40℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量份数为95份,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量份数为95份,所述交联剂的质量份数为7份,所述引发剂为1.8份过硫酸铵和1.8份亚硫酸氢钠,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的质量份数为19份,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯的质量份数为3.5份,水的总质量为950份;
S1-3、将所述凝胶D切成小块,放入烘箱,在95℃下烘干得到高吸水树脂。使用时根据实际需要,将得到的高吸水树脂进行粉碎、过筛,得到所需要的粒径大小的高吸水树脂颗粒。
本实施例中制备复合吸水材料的方法与实施例1中相同,不同之处在于所用原料的质量份数不同,步骤S2-2中反应温度为40℃,填料为200份石灰石和100份粉煤灰;步骤S2-3中烘干温度为95℃,丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂、引发剂、填料、改性植物纤维的质量比为1:1:0.07:0.04:2.1:3.2。
实施例4
本实施例中的复合吸水材料包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,膨润土400份,改性植物纤维400份;所述改性植物纤维的制备方法与实施例1相同。
所述高吸水树脂的制备方法与实施例1相同,所述复合吸水材料由所述高吸水树脂、膨润土、改性植物纤维经物理混合得到。
堵漏材料的制备方法与实施例1不同之处在于:
步骤S3-2、取1.5m3复合吸水材料与10m3基准材料混合均匀,得到堵漏材料。所述堵漏材料用于堤坝渗漏封堵。
对比例1
本对比例中提供的复合吸水材料包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,膨润土200份。即与实施例1相比,本对比例中的复合吸水材料不包含改性植物纤维。
对比例2
本对比例中的复合吸水材料组成与实施例1相同,不同之处在于:
高吸水树脂包括以下重量份的组分:
丙烯酸100份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸100份,交联剂8份,引发剂4份。
对比例3
本对比例中的复合吸水材料组成与实施例1相同,不同之处在于:
高吸水树脂包括以下重量份的组分:
丙烯酸100份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸100份,交联剂8份,引发剂4份,聚乙二醇二丙烯酸酯22份。
对比例4
本对比例中的复合吸水材料组成与实施例1相同,不同之处在于:
高吸水树脂包括以下重量份的组分:
丙烯酸100份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸100份,交联剂8份,引发剂4份,丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯6份。
对比例5
本对比例中高吸水树脂和复合吸水材料的制备方法与实施例1完全相同。制备封堵材料的方法与实施例1中基本相同,不同之处在于:步骤S3-2中复合吸水材料与基准材料的体积比为1:20。
复合吸水材料性能测试
取实施例1和对比例1~4中制备的复合吸水材料,分别破碎筛分成不同粒径大小的颗粒,分别测试它们在去离子水和自来水中的吸水倍率,测试结果见表1;表1中的复合吸水材料粒径按照GB/T 12670-2008标准进行测试,24h吸水倍率按照GB/T 22875-2008标准进行测试,渗磨圆球率按照GB/T 12598-2001标准进行测试。
表1复合吸水材料的吸水性能测试结果
从表1中可以看出,与实施例1相比,对比例1中不添加改性植物纤维时,复合吸水材料的吸水性能和强度都会下降,这是因为改性植物纤维不仅本身能增强材料的吸水性能和具有一定的强度,还能加强高吸水树脂与填料之间的粘接性从而进一步增强复合吸水材料的强度;对比例2、3、4中制备高吸水树脂时不添加聚乙二醇二丙烯酸酯和/或丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯时,最终得到的复合吸水材料的吸水性能和强度显著下降,这是因为在制备高吸水树脂的过程中同时添加聚乙二醇二丙烯酸酯和或丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,能够显著提高高吸水树脂的强度,最终提高复合吸水材料的强度。
堵漏材料渗透试验
依据SL237-1999《土工试验规程》对实施例1、2、4和对比例5制备的堵漏材料(复合吸水材料与基准材料的体积比依次为1:10、1.2:10、1.5:10、1:20)进行渗透试验。
本次试验用的堵漏材料的颗粒最大粒径为20mm,渗透试验采用的是直径为150mm的垂直渗透仪,材料的装填高度为10cm,为防止细粉料漏出,装填在材料中添加了一定量的水,使材料的含水量达到5%。以基准材料作为对照,基准材料和堵漏材料试验前均已进行烘干处理,装入仪器筒的试样干质量为3.2kg,装样高度为9.8cm,试样的干密度为1.85g/cm3。测试水温为23.0℃。在30min中每10min记录一次数据。
经过试验,发现实施例1、2、4制备的堵漏材料在实验过程中未出现渗水现象,因此无法测得渗透性相关数据。在逐级增加上游水位高度后,实施例1的堵漏材料在上游水位达到88cm时被水压顶出破坏,实施例2的堵漏材料在上游水位达到102cm时被水压顶出破坏,实施例4的堵漏材料在上游水位达到120cm时被水压顶出破坏。基准材料和对比例5制备的堵漏材料的渗透性实验数据见表2。
表2基准材料和对比例5制备的堵漏材料渗透试验结果
从表2中可以看出,在相同干密度条件下,基准材料掺入5%体积掺量的复合吸水材料后,对比例5制备的堵漏材料的渗透系数虽然相比基准材料有了较大幅度的提升;但是仍然会渗水。而实施例制备的堵漏材料在实验过程中未出现渗水现象,结合成本考虑,最终选择按基准材料10~15%的体积掺入复合吸水材料作为堵漏材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。对于任何熟悉本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。任何依据本发明申请保护范围及说明书内容所作的简单的等效变化和修饰,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合吸水材料,其特征在于,包括以下重量份的组分:高吸水树脂100份,填料200~400份,改性植物纤维300~500份;所述填料为膨润土、粘土、石灰石、粉煤灰、高岭土中至少一种;所述改性植物纤维的制备方法如下:将植物纤维置于质量浓度为15%~20%硅酸钠溶液中浸泡2~4h,然后取出晾干;所述硅酸钠溶液与所述植物纤维的质量比为(8~10):1。
2.根据权利要求1所述的一种复合吸水材料,其特征在于,所述高吸水树脂包括以下重量份的组分:丙烯酸95~105份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸95~105份,交联剂7~9份,引发剂3.6~5份,聚乙二醇二丙烯酸酯19~25.5份,丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯3.5~9份。
3.根据权利要求2所述的一种复合吸水材料,其特征在于,所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。
4.根据权利要求2所述的一种复合吸水材料,其特征在于,所述引发剂包括氧化剂和还原剂,所述氧化剂和所述还原剂的质量比为1:1。
5.根据权利要求4所述的一种复合吸水材料,其特征在于,所述氧化剂为过硫酸盐。
6.根据权利要求4所述的一种复合吸水材料,其特征在于,所述还原剂为亚硫酸氢钠。
7.根据权利要求2~6任一项所述的复合吸水材料,其特征在于,所述高吸水树脂的制备方法包括以下步骤:
S1-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S1-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和所述引发剂得到混合反应体系,在40~60℃下搅拌至形成凝胶D;所述混合反应体系中所述丙烯酸的质量分数为10%,所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为10%,所述交联剂的质量为单体总质量的3.7~4.3%,所述引发剂的质量为单体总质量的1.9~2.4%,所述聚乙二醇二丙烯酸酯占单体总质量的10~12%,所述丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯占单体总质量的2~4%;
S1-3、将所述凝胶D在95~105℃下烘干得到高吸水树脂。
8.权利要求2~6任一项所述的复合吸水材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S2-1、将丙烯酸溶于水得到溶液A,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水得到溶液B,将交联剂溶于水得到溶液C;
S2-2、持续搅拌状态下依次向反应容器中加入所述溶液A、所述溶液B、聚乙二醇二丙烯酸酯和丙氧基三羟甲基三丙烯酸酯,再加入所述溶液C和所述填料,在40~60℃下搅拌至所述反应容器中无气泡溢出;
S2-3、向所述反应容器中加入所述引发剂和所述改性植物纤维,在40~60℃下搅拌至形成凝胶E;所述丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂、引发剂、填料、改性植物纤维的质量比为1:1:(0.07~0.09):(0.04~0.05):(2~4):(3~5);
S2-4、将所述凝胶E在95~105℃下烘干得到所述复合吸水材料。
9.一种堵漏材料,其特征在于,包括基准材料和权利要求1~6任一项所述的复合吸水材料,所述复合吸水材料的颗粒大小为5~10目,所述基准材料为砂、石、土按照质量比2:2:1混合而成,所述基准材料的颗粒粒径≤20mm;所述复合吸水材料与所述基准材料的体积比为(10~15):100。
10.根据权利要求9所述的一种堵漏材料,其特征在于,所述复合吸水材料与所述基准材料的体积比为10:100。
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CN115385733A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-11-25 | 浙江恒逸石化研究院有限公司 | 一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用 |
CN115385733B (zh) * | 2022-05-31 | 2024-04-05 | 浙江恒逸石化研究院有限公司 | 一种复合保水剂在堆肥混合物中的应用 |
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