專利名稱：一種合成柿單寧溶液-丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是一種合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，丙烯酸系高分子吸水樹脂的合成方法主要采用溶液聚合，反相懸浮聚合 等方法。溶液聚合操作簡單，無環(huán)境污染，缺點是反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)，傳統(tǒng)的反相 懸浮聚合法使用的表面活性劑很少， 一般用作懸浮劑，使合成的高分子吸水樹脂粘度太高， 吸水后分子鏈不能分散，呈團狀集聚體(見圖l)，由此帶來的后果是往往難以在通常的反應(yīng) 器中進行，后處理非常困難，達不到高分子吸水樹脂的分子鏈呈納米程度分散的特定要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種容易操作的合成柿 單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，該方法合成的產(chǎn)物吸水率高，能夠在水溶液中 呈納米尺度的均勻分散狀態(tài)，因此它適合作吸水劑、重金屬捕集劑、防凍液輔助材料、高凝 固一溶化潛熱的儲能溶液材料等，具有廣泛的工業(yè)用途。
本發(fā)明采用以下歩驟的方法合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂，具體是
(1) 稱料
按重量份計，各反應(yīng)物的配比為正己烷20 200份，柿單寧溶液1 12份，陰離子表
面活性劑O. 5 100份，N， N' —亞甲基雙丙烯酰胺0.01 0.5份，過硫酸銨O. 01 1份，丙 烯酸10 50份，氫氧化鈉3 10份，水8 20份；
(2) 合成
將稱取的反應(yīng)物加入反應(yīng)釜內(nèi)，在通入氮氣和攪拌下進行反應(yīng)，然后在常壓下使反應(yīng)釜
內(nèi)逐步升溫到60 7(TC進行反應(yīng)；整個反應(yīng)時間是1 4小時；
(3) 反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)釜降至室溫，再放出反應(yīng)溶液；
(4) 用甩干機分離反應(yīng)溶液將甩干的反應(yīng)物料干燥后即為成品，而分離出的未反應(yīng)物
留作以后使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的主要優(yōu)點
本發(fā)明合成工藝流程簡單，能有效的控制合成溫度，不僅聚合速度快，不引起環(huán)境污染， 生產(chǎn)安全系數(shù)高，生產(chǎn)成本低，而且合成中增大使用的表面活性劑量后所合成的柿單寧溶液 一丙烯酸系高分子吸水樹脂具有分子量大，由于含有大量的表面活性劑，表面活性劑與所述 高分子吸水樹脂的分子鏈成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當樹脂吸水后高分子鏈與表面活性劑的分子鏈相 互作用，使樹脂分子鏈迅速在水溶液中分散，在攪拌工具的作用下，可在水溶液中均勻分散，
分子鏈的長度為數(shù)納米，從而提高了吸水率，吸水率為吸收自身重量的800倍以上。
本發(fā)明合成的柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂，可作為在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用品、 醫(yī)療衛(wèi)生等方面具有廣泛用途，特別適合作吸水劑、重金屬捕集劑、防凍液輔助材料、高凝 固一溶化潛熱的儲能溶液材料等使用。


圖1是傳統(tǒng)的反相懸浮聚合法合成的高分子吸水劑吸水后的透射電子顯微鏡照片。 圖2是本發(fā)明合成的高分子吸水劑吸水后的透射電子顯微鏡照片。
具體實施例方式
本發(fā)明在傳統(tǒng)的反相懸浮聚合方法的基礎(chǔ)上，采用大幅度提高表面活性劑的用量方法來 合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂。具體是在帶夾套的反應(yīng)釜中放入正已烷，然
后再加入中和的丙烯酸鈉水溶液，交聯(lián)劑、引發(fā)劑、柿單寧溶液參與反應(yīng)。由以下步驟實現(xiàn)
(1) 稱料
按重量份計，各反應(yīng)物的配比為按重量份計，各反應(yīng)物的配比為正己烷20 200份，
柿單寧溶液1 12份，陰離子表面活性劑0.5 100份，N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺0.01 0.5份，過硫酸銨0.01 1份，丙烯酸10 50份，氫氧化鈉3 10份，水8 20份；
(2) 合成
將稱取的反應(yīng)物加入反應(yīng)釜內(nèi)，在通入氮氣和攪拌下進行反應(yīng)，然后在常壓下使反應(yīng)釜
內(nèi)逐步升溫到60 70'C進行反應(yīng)；整個反應(yīng)時間是1 4小時；
(3) 反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)釜夾套內(nèi)通冷卻水降溫到室溫，再放出反應(yīng)溶液；
(4) 用甩干機分離反應(yīng)溶液使用甩干機把正已垸等未反應(yīng)物分離出，可重復(fù)使用。將
甩干機的反應(yīng)物料干燥后，即為本發(fā)明柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂成品，該樹脂
為褐膠狀物質(zhì)物質(zhì)，其吸水率可達到吸收自身重量的800 1000倍，在水溶液中分散時，該 樹脂的分子鏈的長度為數(shù)納米(見圖2)，例如1 9納米。
在上述歩驟(2)所述的合成過程中，其方法可以是先將正已垸、柿單寧溶液、硫酸酯
型表面活性劑、N， N'亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸銨加入反應(yīng)釜內(nèi)，使這些物料在反應(yīng)釜 內(nèi)通入氮氣15 30分鐘和開動攪拌機保持在450轉(zhuǎn)/分進行反應(yīng)10 30分鐘，然后加入由丙 烯酸、氫氧化鈉和水構(gòu)成的丙烯酸鈉水溶液，并且在攪拌機保持400轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜升溫到 60'C保持0.15小時和升溫到70'C保持1小時進行反應(yīng)。
上述陰離子表面活性劑可以選用肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(簡稱AES，分子式為 R-0(CH2CH20)nSO:,Na);還可以選用其它類似的表面活性劑，如垸基苯磺酸鹽(LAS)、烷基 磺酸鹽(SAS)、 a—烯基磺酸鹽(AOS)、脂肪醇硫酸酯鹽中的一種，或其任意配比的混合物。
本發(fā)明采用的柿單寧溶液，其特性是柿果汁經(jīng)過發(fā)酵而成(見十四世紀出版的《農(nóng)桑 衣食摘要》)，有特殊的臭味，含有柿單寧(含有量3 5%)，同空氣接觸后，變?yōu)椴枭?，?易形成皮膜。有防水、防蟲、防腐劑的效果。紅褐色液體，沸點IO(TC，蒸氣壓與水相同， 融點為-2'C。易溶于水和乙醇等。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限定本發(fā)明。 實施例1
在小型搪玻璃釜中加入2.6立升正己烷，柿單寧溶液5 kg，硫酸酯型表面活性劑0.5立升， N,N亞甲基雙丙烯酰胺20g，過硫酸銨37g，在反應(yīng)釜內(nèi)通入氮氣通氣時間15 30分鐘，開 動攪拌機保持在450轉(zhuǎn)/分10 30分，加入丙烯酸鈉水溶液(丙烯酸13kg,氫氧化鈉5kg，水 15 kg)然后保持在400轉(zhuǎn)/分，升溫到6(TC保持1小時，升溫到7(TC保持3小時，反應(yīng)結(jié)束 后。反應(yīng)釜夾套內(nèi)通冷卻水降溫到室溫，放出反應(yīng)物料。使用甩干機把正己垸等未反應(yīng)物分 離出，其分離物可重復(fù)使用。將甩干的反應(yīng)物料干燥后即為成品，得到的制品為褐膠狀物質(zhì) 物質(zhì)，其吸水率可達到吸收自身重量的900倍以上。
實施例2
在小型搪玻璃釜中加入3.2立升正已垸，柿單寧溶液10kg，硫酸酯型表面活性劑1.25立 升，N,N亞甲基雙丙烯酰胺40g，過硫酸銨26g,在反應(yīng)釜內(nèi)通入氮氣通氣時間15~30分鐘， 開動攪拌機保持在450轉(zhuǎn)/分10 30分，加入丙烯酸鈉水溶液(丙烯酸13 kg,氫氧化鈉5 kg， 水15 kg)然后保持在400轉(zhuǎn)/分，升溫到60'C保持0.15小時，升溫到7(TC保持1小時，反應(yīng) 結(jié)束后。反應(yīng)釜夾套內(nèi)通冷卻水降溫到室溫，放出反應(yīng)物料。使用甩干機把正己垸等未反應(yīng) 物分離出，其分離物可重復(fù)使用。將甩干的反應(yīng)物料干燥后即為成品，得到的制品為褐膠狀 物質(zhì)物質(zhì)，其吸水率可達到吸收自身重量的850倍以上。
實施例3
在小型搪玻璃釜中加入3.8立升正已烷，柿單寧溶液llkg，硫酸酯型表面活性劑1.5立 升，N,N亞甲基雙丙烯酰胺7g，過硫酸銨26g，在反應(yīng)釜內(nèi)通入氮氣通氣時間15 30分鐘， 開動攪拌機保持在450轉(zhuǎn)/分10 30分，加入丙烯酸鈉水溶液(丙烯酸13kg,氫氧化鈉5kg， 水15kg)然后保持在400轉(zhuǎn)/分，升溫到60'C保持0.15小時，升溫到70'C保持1小時，反應(yīng) 結(jié)束后。反應(yīng)釜夾套內(nèi)通冷卻水降溫到室溫，放出反應(yīng)物料。使用甩干機把正己垸等未反應(yīng) 物分離出，其分離物可重復(fù)使用。將甩干的反應(yīng)物料干燥后即為成品，得到的制品為乳褐膠 狀物質(zhì)物質(zhì)，其吸水率可達到吸收自身重量的800倍以上。
權(quán)利要求
1.一種合成柿單寧溶液-丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，其特征是采用以下步驟的方法合成柿單寧溶液-丙烯酸系高分子吸水樹脂，具體是(1)稱料按重量份計，各反應(yīng)物的配比為正己烷20～200份，柿單寧溶液1～12份，陰離子表面活性劑0.5～100份，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺0.01～0.5份，過硫酸銨0.01～1份，丙烯酸10～50份，氫氧化鈉3～10份，水8～20份；(2)合成將稱取的反應(yīng)物加入反應(yīng)釜內(nèi)，在通入氮氣和攪拌下進行反應(yīng)，然后在常壓下使反應(yīng)釜內(nèi)逐步升溫到60～70℃進行反應(yīng)；整個反應(yīng)時間是1～4小時；(3)反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)釜降至室溫，再放出反應(yīng)溶液；(4)用甩干機分離反應(yīng)溶液將甩干的反應(yīng)物料干燥后即為成品，而分離出的未反應(yīng)物留作以后使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，其特征是 在合成過程中，先將正己垸、柿單寧溶液、陰離子表面活性劑、N， N'亞甲基雙丙烯酰胺和 過硫酸銨加入反應(yīng)釜內(nèi)，使這些物料在反應(yīng)釜內(nèi)通入氮氣15 30分鐘和開動攪拌機保持在 450轉(zhuǎn)/分進行反應(yīng)10 30分鐘，然后加入由丙烯酸、氫氧化鈉和水構(gòu)成的丙烯酸鈉水溶液， 并且在攪拌機保持400轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜升溫到6(TC保持0.15小時和升溫到7(TC保持1小時進 行反應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，其特征是 陰離子表面活性劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、a—烯基磺 酸鹽、脂肪醇硫酸酯鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，其特征是 得到的柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂為褐膠狀物質(zhì)物質(zhì)，其吸水率至少為吸收自身 800倍的重量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，其特征是 柿單寧溶液一丙烯酸系高分子吸水樹脂在水溶液中分散時，該樹脂的分子鏈的長度為1 9納 米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成柿單寧溶液—丙烯酸系高分子吸水樹脂的方法，即采用反相懸浮聚合法，在帶夾套的反應(yīng)釜中放入正己烷，然后再加入中和的丙烯酸鈉水溶液，交聯(lián)劑、引發(fā)劑、柿單寧溶液參與反應(yīng)，具體步驟包括稱料、合成、放出反應(yīng)溶液和用甩干機分離反應(yīng)溶液。本發(fā)明工藝流程簡單，能有效的控制合成溫度，不僅聚合速度快，不引起環(huán)境污染，生產(chǎn)安全系數(shù)高，生產(chǎn)成本低，而且合成中增大使用的表面活性劑量后所合成的柿單寧溶液—丙烯酸系高分子吸水樹脂具有分子量大，吸水率高，可作為在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用品、醫(yī)療衛(wèi)生等方面具有廣泛用途，特別適合作吸水劑、重金屬捕集劑、防凍液輔助材料、高凝固—溶化潛熱的儲能溶液材料等使用。
文檔編號C08F6/00GK101096395SQ20071005258
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者濤 萬, 張聯(lián)盟, 勇 王, 雷 鄧, 邢凱華 申請人:武漢理工大學(xué)