本發(fā)明屬于功能材料及固液分離技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種用于細(xì)粒礦物脫水的溫敏磁性高吸水樹脂的制備方法,該方法可快速制備具有穩(wěn)定溫敏磁性的復(fù)合結(jié)構(gòu)的高吸水樹脂。
背景技術(shù):溫敏磁性高吸水樹脂是一種兼具高吸水性、溫敏性和磁性三種特性為一體的功能高分子材料。中國專利CN103172958A公開了一種溫敏性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備方法,其主要應(yīng)用于智能涂料和功能塑料等領(lǐng)域。中國專利CN104072693A公開了一種溫敏性聚合物接枝碳球復(fù)合物的制備方法,主要目的為擴大碳材料碳球的應(yīng)用范圍。另外中國專利CN103657546A公開了一種制備核殼結(jié)構(gòu)磁性復(fù)合樹脂微球的方法,首先制備磁性四氧化三鐵納米粒子,接著在微波水熱條件下,以四氧化三鐵納米粒子為種子,苯酚和甲醛通過原位聚合包覆到四氧化三鐵的表面。以上專利在合成磁性高分子材料過程中加入固體磁性物質(zhì)顆粒很難避免磁性均一性差、磁含量低、磁性較弱等缺點,同時具備高吸水性、溫敏性和磁性三種優(yōu)良特性的樹脂尤為困難。目前細(xì)粒礦物脫水是礦物加工利用行業(yè)的一大技術(shù)難題,采用高吸水性樹脂對細(xì)粒礦物進(jìn)行脫水是一種全新的借助于吸水材料來脫除細(xì)粒礦物中水分的方法,但是高吸水性樹脂脫除細(xì)粒礦物中水分,其脫水過程容易控制,而吸水后樹脂的回收及再生卻很困難。因此合成溫敏磁性高吸水樹脂應(yīng)用于細(xì)粒礦物脫水,通過磁選分離樹脂,之后在借助溫敏性以非相變脫水再生循環(huán)利用,從而節(jié)約了大量能量,也是解決細(xì)粒礦物脫水技術(shù)難題的突破,是實現(xiàn)細(xì)粒礦物脫水的理論拓展和技術(shù)應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:針對現(xiàn)有方法所制備的吸水樹脂不同時具有溫敏、磁性以及高吸水性為一體,并存在磁性均一性差、磁含量不穩(wěn)定、磁性較弱的技術(shù)問題,本發(fā)明旨在提供一種克服上述問題的溫敏磁性高吸水樹脂的制備方法。利用溫敏磁性吸水樹脂兼具吸水性、溫敏和磁性,將其用于脫除細(xì)粒礦物水分,樹脂與細(xì)粒礦物混合脫水后,通過磁分選方法將溫敏磁性吸水樹脂從細(xì)粒礦物中分離出來,通過溫度變化以非相變脫水后可循環(huán)使用。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種細(xì)粒礦物脫水溫敏磁性高吸水樹脂的制備方法,包括如下步驟:(1)以原料FeSO4?7H2O和Fe(NO3)3?9H2O分別配置濃度為0.5-1.2mol/L的溶液,與濃度為1.0-2.5mol/L的氨水溶液同時逐滴加入同一容器中,三者摩爾比例為1:1:1.5-1:3:3,在水浴加熱40-90℃,氮氣保護(hù)下攪拌1-2小時形成膠體溶液;在氮氣保護(hù)下,將有機介質(zhì)和水以體積比10:1-10:6混合,然后加入上述膠體溶液并攪拌混合均勻,混合溶液中FeSO4?7H2O和Fe(NO3)3?9H2O的質(zhì)量之和與有機介質(zhì)的質(zhì)量比為3:100-7:30,之后在攪拌條件下加入丙烯酸鈉、丙烯酸、交聯(lián)劑、引發(fā)劑攪拌,在水浴加熱10-90℃反應(yīng)0.5-1.0小時;所述的丙烯酸鈉與有機介質(zhì)的質(zhì)量比為1:3-1:10;所述的丙烯酸鈉與丙烯酸的質(zhì)量比為1:0.1-1:0.5;本步驟中所述的交聯(lián)劑與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.01:1-0.03:1;本步驟中所述的引發(fā)劑與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.03:1-0.07:1;(2)把溫敏單體溶解后形成溫敏單體溶液,其所用溶解介質(zhì)為水、乙醇或者水和乙醇混合溶劑,接著將溫敏單體溶液加入步驟(1)的反應(yīng)體系中;溶解介質(zhì)采用水和乙醇混合溶劑時,其中水和乙醇二者體積比為1:1-1:4;所述溫敏單體與溶解介質(zhì)質(zhì)量比為0.1:1-0.5:1;所述溫敏單體與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.5:1-1.5:1;再加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑,攪拌,并在水浴加熱10-50℃反應(yīng)1-6小時;本步驟中所述的交聯(lián)劑與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.02:1-0.06:1;本步驟中所述的引發(fā)劑與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.06:1-0.15:1;(3)最后將步驟(2)所得產(chǎn)品在磁鐵的吸力作用下進(jìn)行分離,之后所得產(chǎn)物真空干燥即得產(chǎn)品。進(jìn)一步的,步驟(1)所述的原料FeSO4?7H2O和Fe(NO3)3?9H2O總質(zhì)量與丙烯酸鈉的質(zhì)量比為0.3:1-0.7:1。進(jìn)一步的,步驟(1)所述的有機介質(zhì)為環(huán)己烷、正庚烷、乙苯、二甲苯中的任意一種或者任意兩種的混合物;當(dāng)采用兩種有機介質(zhì)時,二者的體積比為1:1-1:5;該表述是指,環(huán)己烷、正庚烷、乙苯、二甲苯中任選兩種自由組合,且均可以采用該體積比。進(jìn)一步的,步驟(2)所述的溫敏單體為N-異丙基丙烯酰胺、甲基纖維素、羥基丙基纖維素、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、苯乙烯中的任意一種或者任意兩種單體的混合物,當(dāng)采用兩種物質(zhì)時,二者質(zhì)量比為3:1-5:1;該表述是指:當(dāng)選用上述任意兩種物質(zhì)自由組合時,均可以采用該質(zhì)量比。進(jìn)一步的,步驟(1)所述的交聯(lián)劑為二乙烯基苯、二異氰酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的任意一種。進(jìn)一步的,步驟(1)中所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鉀、過硫酸銨、過氧化苯甲酰中的任意一種。進(jìn)一步的,步驟(2)所述的交聯(lián)劑為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、二乙烯基苯、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺中的任意一種。進(jìn)一步的,步驟(2)中所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鉀、過硫酸銨中的任意一種。步驟(3)所述的細(xì)粒礦物脫水溫敏磁性高吸水樹脂的最低臨界溶解溫度為30-50℃。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在以FeSO4?7H2O和Fe(NO3)3?9H2O為原料合成膠體溶液,進(jìn)而加入樹脂單體、溫敏原料、交聯(lián)劑及引發(fā)劑,對磁性四氧化三鐵形成均勻牢固的包裹,可以克服現(xiàn)有的制備磁性吸水樹脂存在的磁性均一性差、磁含量低、磁性較弱的問題;同時使樹脂具有高吸水性、溫敏性和磁性,利用其特性,既可以完成樹脂對細(xì)粒礦物的高效脫水,又可以比較容易地實現(xiàn)樹脂的回收再利用。附圖說明圖1為本發(fā)明具體實施例所得樣品的磁性測試結(jié)果示意圖。圖2為本發(fā)明具體實施例所得樣品的SEM照片。圖3為本發(fā)明具體實施例所得樣品的溫敏性測定結(jié)果示意圖。具體實施方式一種細(xì)粒礦物脫水溫敏磁性高吸水樹脂的制備方法,包括如下步驟:(1)以原料FeSO4?7H2O和Fe(NO3)3?9H2O分別配置濃度為0.5-1.2mol/L(可采用0.5mol/L、0.7mol/L、1.2mol/L、1.0mol/L)的溶液,與濃度為...