專利名稱:水晶泥及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于高吸水性樹脂及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種無(wú)色或彩色水晶泥及其制備方法和用途。
背景技術(shù):
目前,高吸水性樹脂普遍存在凝膠強(qiáng)度低、色彩單一等缺點(diǎn),限制了高吸水性樹脂在花卉無(wú)土栽培、插花、觀賞園藝等領(lǐng)域的應(yīng)應(yīng)。并且,根據(jù)目前的生產(chǎn)技術(shù),高吸水性樹脂的聚合反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)或者反應(yīng)物料需要加熱到較高溫度。如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)92108081.6提出一種育花水晶土,但色彩為單一的無(wú)色透明產(chǎn)品,并且反應(yīng)物料需要加熱到50~90℃以上;JP-昭60-161409、USP4525527中采用一步法加料,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4小時(shí);而CN1375509A中,反應(yīng)物料需要加熱到60~100℃以上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo),是提供一種水晶泥,所述之水晶泥具有保水性好、凝膠強(qiáng)度高、外觀為無(wú)色透明、彩色透明或者彩色半透明等優(yōu)點(diǎn),具有較高的觀賞價(jià)值,適用于花卉無(wú)土栽培、插花、觀賞園藝等領(lǐng)域。
本發(fā)明的第二個(gè)目標(biāo),是提供一種水晶泥的制備方法,使所述之水晶泥能夠在低溫、常溫或者加熱條件下制備,反應(yīng)時(shí)間縮短至10~30分鐘,并且延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)本發(fā)明所述之產(chǎn)品的性能無(wú)實(shí)質(zhì)性影響,降低所述之水晶泥的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的上述目的是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種水晶泥,其特征在于所述之水晶泥由氫氧化鈉部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺、交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺溶解在水中,加入氧化劑及還原劑,在低溫或常溫下反應(yīng)生成的水晶凝膠狀物質(zhì),外觀為無(wú)色透明、彩色透明或者彩色半透明,吸水飽和后的含水量為96.0~99.5%,其完全干燥狀態(tài)下吸收蒸餾水的能力為自身質(zhì)量的24~200倍,適用于花卉無(wú)土栽培、插花、園藝產(chǎn)品等領(lǐng)域,具有較高的觀賞性。
根據(jù)本發(fā)明,制備水晶泥過(guò)程中丙烯酸與丙烯酰胺的質(zhì)量比為1~2∶3~4,N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%。
根據(jù)本發(fā)明,反應(yīng)混合液由組分A和組分B組成,其中組分A與組分B的質(zhì)量比為8~170∶1;或者單獨(dú)由組分A組成。組分A中含有水、氫氧化鈉部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺以及N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺。氫氧化鈉部分中和的丙烯酸采用如下方法得到將丙烯酸配置為60~70%的水溶液,用25~35%的氫氧化鈉水溶液中和,其中丙烯酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比為2.0~2.5∶1。N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺及丙烯酰胺的劑量分別為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%以及60~80%;B組分可從無(wú)機(jī)顏料或者有機(jī)顏料中選擇,適宜的顏料種類可以舉出如下例子中鉻黃、鉬鉻紅、酞菁藍(lán)、鈦鈷綠、鐵錳黑等,也可以是混合顏料。氧化劑和還原劑的劑量均為反應(yīng)單體丙烯酸及丙烯酰胺總質(zhì)量的0.03~0.06%,可以直接加入反應(yīng)混合液中,也可以分別配制為3~35%的水溶液再加入反應(yīng)混合液中;聚合反應(yīng)的時(shí)候,反應(yīng)混合液在反應(yīng)盤中的厚度為0.1~1.8厘米。本發(fā)明所述之無(wú)色或彩色水晶泥的制備工藝包括反應(yīng)混合液的配制、聚合反應(yīng)、凝膠后處理等步驟。在反應(yīng)混合液的配制步驟,首先將丙烯酸配置為60~70%的水溶液,再用25~35%的氫氧化鈉水溶液中和,其中丙烯酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比為2.0~2.5∶1,然后分別加入交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺以及丙烯酰胺,劑量分別為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%以及60~80%,攪拌溶解后,再加入上述混合物總體積25~35%的水,攪拌均勻,得到組分A;此時(shí),組分A可以直接用作反應(yīng)混合液,也可以與組分B混合后得到反應(yīng)混合液;組分A與組分B混合得到反應(yīng)混合液的時(shí)候,按照1∶8~170的質(zhì)量比,將B組分添加到A組分中,攪拌均勻,得到反應(yīng)混合液。在聚合反應(yīng)步驟,先后向反應(yīng)混合液中加入氧化劑過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或者過(guò)硫酸銨以及還原劑亞硫酸鈉或者亞硫酸氫鈉并攪拌均勻,倒入反應(yīng)盤中進(jìn)行反應(yīng),或者將氧化劑過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或者過(guò)硫酸銨以及還原劑亞硫酸鈉或者亞硫酸氫鈉分別配制為3~35%的水溶液,再加入反應(yīng)混合液中攪拌均勻,倒入反應(yīng)盤中進(jìn)行反應(yīng),或者先將反應(yīng)混合液倒入反應(yīng)盤中,再按照上述方法加入氧化劑及還原劑進(jìn)行反應(yīng)。其中,氧化劑及還原劑的劑量均為反應(yīng)單體丙烯酸及丙烯酰胺總質(zhì)量的0.03%~0.06%,反應(yīng)盤中反應(yīng)混合液的厚度為0.1~1.8厘米,在低溫、常溫或者加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)。在凝膠后處理步驟,可以直接將反應(yīng)完成后的凝膠切粒包裝,得到最終產(chǎn)品,也可以用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,包裝,得到最終產(chǎn)品。因此,本發(fā)明的技術(shù)核心之一,是反應(yīng)混合液由A、B兩種組分或者單獨(dú)由A組分組成,其中A組分為反應(yīng)單體,B組分為著色劑。如果需要無(wú)色透明的水晶泥,只需單獨(dú)使用A組分作為反應(yīng)混合液進(jìn)行反應(yīng)即可;如果需要彩色透明或者彩色半透明水晶泥,可按照1∶8~170的質(zhì)量比,將B組分加入A組分中攪拌均勻,作為反應(yīng)混合液進(jìn)行反應(yīng)即可。本發(fā)明的另外一個(gè)技術(shù)核心,是采用盤式聚合技術(shù),通過(guò)控制反應(yīng)盤中反應(yīng)混合液的厚度,實(shí)現(xiàn)低溫、常溫或者加熱條件下進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間為10~30分鐘,并且延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品性能并無(wú)任何實(shí)質(zhì)性影響。因此,在聚合反應(yīng)步驟,是將反應(yīng)混合液放入反應(yīng)盤中,控制反應(yīng)盤中反應(yīng)混合液的厚度為0.1~1.8厘米,而復(fù)合引發(fā)劑中,氧化劑和還原劑的劑量均為反應(yīng)單體丙烯酸及丙烯酰胺總質(zhì)量的0.03~0.06%,并且可以直接使用,或者提前分別配制為3~35%的水溶液再使用。在凝膠后處理步驟,直接將反應(yīng)完成后的凝膠切粒包裝得到最終產(chǎn)品,或者用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,包裝,得到最終產(chǎn)品,均可采用現(xiàn)有技術(shù),在此不再多述。
根據(jù)本發(fā)明,所述之水晶泥的制備方法,其特征在于中和過(guò)程中,將丙烯酸配制為60~70%濃度的水溶液,用25~35%濃度的氫氧化鈉水溶液預(yù)先中和。
根據(jù)本發(fā)明,所述之水晶泥的制備方法,其特征在于氧化劑和還原劑可以直接加入到反應(yīng)混合液中,也可以分別配制為3~35%的水溶液,再加入到反應(yīng)混合液中。
根據(jù)本發(fā)明,所述之水晶泥的制備方法,其特征在于采用盤式聚合方式制備,聚合過(guò)程在敞開體系中進(jìn)行,中無(wú)需氮?dú)獗Wo(hù),反應(yīng)時(shí)間為10~30分鐘,反應(yīng)混合液在反應(yīng)盤中的厚度為0.1~1.8厘米。當(dāng)然,聚合過(guò)程在密閉體系中進(jìn)行,或提供氮?dú)獗Wo(hù),或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,結(jié)果與本發(fā)明無(wú)實(shí)質(zhì)性差異。
根據(jù)本發(fā)明,所述之水晶泥的制備方法,其特征在于反應(yīng)完成后的凝膠直接切粒包裝,得到最終產(chǎn)品;或者用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,粉碎,包裝,得到最終產(chǎn)品。
由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案,從而使本發(fā)明所述之無(wú)色或彩色水晶泥及其制備技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)水晶泥不僅具有較高的凝膠強(qiáng)度和保水性,還可以生產(chǎn)外觀為無(wú)色透明或者彩色透明、彩色半透明的產(chǎn)品,觀賞價(jià)值較高,適合花卉無(wú)土栽培、插花、觀賞園藝等領(lǐng)域;(2)反應(yīng)混合液由A、B兩種組分或者單獨(dú)由A組分組成,可以生產(chǎn)無(wú)色或者各種顏色的水晶泥品種;(3)在反應(yīng)盤的敞開體系中進(jìn)行聚合反應(yīng),無(wú)需氮?dú)獗Wo(hù),反應(yīng)時(shí)間很短,生產(chǎn)能力較大,生產(chǎn)成本較低,生產(chǎn)操作安全;(4)凝膠后處理可以直接將反應(yīng)完成后的凝膠切粒包裝得到濕態(tài)產(chǎn)品,也可以用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,粉碎、包裝,得到干態(tài)產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將50公斤丙烯酸溶解在30公斤水中,用72公斤29%的氫氧化鈉中和,冷卻后取970mL中和液,攪拌溶解丙烯酰胺620克以及N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1.4克后,加入560毫升水,攪拌均勻。加入8.2%的過(guò)硫酸銨6毫升,9.7%的亞硫酸鈉5毫升,攪拌均勻后,倒入反應(yīng)盤中聚合,反應(yīng)混合液在反應(yīng)盤中的厚度為0.5厘米。聚合反應(yīng)結(jié)束后,切粒、包裝,產(chǎn)品吸收蒸餾水達(dá)到飽和后為無(wú)色透明的凝膠,含水量為98.2%。
實(shí)施例2其它同實(shí)施例1,取940mL冷卻后的中和液,攪拌溶解丙烯酰胺600克以及N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1.25克后,加入600毫升水,攪拌均勻。加入0.5克過(guò)硫酸銨,攪拌均勻;再加入0.55克亞硫酸鈉,攪拌均勻,倒入反應(yīng)盤中聚合,反應(yīng)混合液在反應(yīng)盤中的厚度為1.1厘米。聚合反應(yīng)結(jié)束后,用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,粉碎,產(chǎn)品吸收蒸餾水達(dá)到飽和后為無(wú)色透明的凝膠,含水量為98.7%。
實(shí)施例3將53公斤丙烯酸溶解在31公斤水中,用62公斤33%的氫氧化鈉中和,冷卻后取1000mL中和液,攪拌溶解丙烯酰胺590克以及N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1.8克后,加入610毫升水,攪拌均勻。加入3克鉬鉻紅顏料作為B組分,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?,再分別加入10.5%的過(guò)硫酸鉀8毫升,8.4%的亞硫酸鈉6毫升,攪拌均勻,倒入反應(yīng)盤中聚合。聚合反應(yīng)結(jié)束后,將凝膠破碎、干燥、包裝,產(chǎn)品吸收蒸餾水達(dá)到飽和后為紅色半透明凝膠,含水量為98.3%。
實(shí)施例4其它同實(shí)施例1,取980mL冷卻后的中和液,攪拌溶解丙烯酰胺610克以及N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1.7克后,加入580毫升水,攪拌均勻。加入3.5克酞菁藍(lán)作為B組分,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?,倒入反?yīng)盤中,反應(yīng)液在反應(yīng)盤中的厚度為0.7厘米。再加入0.8克過(guò)硫酸鉀,攪拌均勻;加入0.74克亞硫酸鈉,攪拌均勻,聚合。聚合反應(yīng)結(jié)束后,將凝膠破碎、干燥、包裝,產(chǎn)品吸收蒸餾水達(dá)到飽和后為淡綠色半透明凝膠,含水量為98.4%。
本發(fā)明上述實(shí)施方式及其實(shí)施例僅僅是為了有助于理解本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制,在本發(fā)明技術(shù)方案及其權(quán)利要求所表述的范圍內(nèi),均可獲得本發(fā)明所披露的產(chǎn)品,上述實(shí)施例所獲產(chǎn)品均適用于花卉無(wú)土栽培、插花、園藝產(chǎn)品等領(lǐng)域,具有較高的觀賞性。
權(quán)利要求
1.一種水晶泥,其特征在于所述之水晶泥由氫氧化鈉部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺、交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺溶解在水中,加入氧化劑及還原劑,在低溫或常溫下反應(yīng)生成的水晶凝膠狀物質(zhì),外觀為無(wú)色透明、彩色透明或者彩色半透明,吸水飽和后的含水量為96.0~99.5%,其完全干燥狀態(tài)下吸收蒸餾水的能力為自身質(zhì)量的24~200倍。
2.如權(quán)利要求1所述之水晶泥,其特征在于制備水晶泥過(guò)程中丙烯酸與丙烯酰胺的質(zhì)量比為1~2∶3~4,N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%。
3.如權(quán)利要求1所述之水晶泥的制備方法,其特征在于將丙烯酸配制為60~70%濃度的水溶液,用25~35%濃度的氫氧化鈉水溶液中和,其中丙烯酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比為2.0~2.5∶1,然后分別加入交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺以及丙烯酰胺,劑量分別為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%以及60~80%,攪拌溶解后,加入上述混合物總體積25~35%的水,攪拌均勻,得到組分A;將氧化劑過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或者過(guò)硫酸銨以及還原劑亞硫酸鈉或者亞硫酸氫鈉直接加入反應(yīng)混合液中,或者分別配制為3~35%的水溶液,再加入反應(yīng)混合液中,劑量均為反應(yīng)單體丙烯酸及丙烯酰胺總質(zhì)量的0.03~0.06%,攪拌均勻后倒入反應(yīng)盤中,或者先將反應(yīng)混合液倒入反應(yīng)盤中,再按照上述步驟直接加入氧化劑、還原劑或者氧化劑的水溶液、還原劑的水溶液,并使反應(yīng)盤中反應(yīng)混合液的厚度為0.1~1.8厘米,進(jìn)行反應(yīng);將反應(yīng)完成后的凝膠切粒包裝,或者用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,包裝,得到最終產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求1所述之水晶泥的制備方法,其特征在于將丙烯酸配制為60~70%濃度的水溶液,用25~35%濃度的氫氧化鈉水溶液中和,其中丙烯酸與氫氧化鈉的質(zhì)量比為2.0~2.5∶1,然后分別加入交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺以及丙烯酰胺,劑量分別為反應(yīng)單體丙烯酸與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.11~0.17%以及60~80%,攪拌溶解后,加入上述混合物總體積25~35%的水,攪拌均勻,得到組分A;按照1∶8~170的質(zhì)量比,將組分B著色劑添加到組分A中并攪拌均勻,得到反應(yīng)混合液;將氧化劑過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或者過(guò)硫酸銨以及還原劑亞硫酸鈉或者亞硫酸氫鈉直接加入反應(yīng)混合液中,或者分別配制為3~35%的水溶液,再加入反應(yīng)混合液中,劑量均為反應(yīng)單體丙烯酸及丙烯酰胺總質(zhì)量的0.03~0.06%,攪拌均勻,倒入反應(yīng)盤中,或者先將反應(yīng)混合液倒入反應(yīng)盤中,再按照上述步驟直接加入氧化劑、還原劑或者氧化劑的水溶液、還原劑的水溶液,并使反應(yīng)盤中反應(yīng)混合液的厚度為0.1~1.8厘米,進(jìn)行反應(yīng);將反應(yīng)完成后的凝膠切粒包裝,或者用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,包裝,得到最終產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求3或4所述之水晶泥的制備方法,其特征在于將丙烯酸配制為60~70%濃度的水溶液,用25~35%濃度的氫氧化鈉水溶液預(yù)先中和。
6.如權(quán)利要求3或4所述之水晶泥的制備方法,其特征在于氧化劑和還原劑可以直接加入到反應(yīng)混合液中,也可以分別配制為3~35%的水溶液,再加入到反應(yīng)混合液中。
7.如權(quán)利要求4所述之水晶泥的制備方法,其特征在于反應(yīng)混合液中的組分B著色劑可以從無(wú)機(jī)顏料或者有機(jī)顏料中選擇,適宜的顏料種類可以選自鉬鉻紅、鉻黃、酞菁藍(lán)、鈦鈷綠、鐵錳黑中的任意一種。
8.如權(quán)利要求3或4所述之水晶泥的制備方法,其特征在于采用盤式聚合方式制備,反應(yīng)混合液在反應(yīng)盤中的厚度為0.1~1.8厘米。
9.如權(quán)利要求3或4所述之水晶泥的制備方法,其特征在于可以反應(yīng)完成后的凝膠直接切粒包裝,得到最終產(chǎn)品;或者用凝膠破碎機(jī)將反應(yīng)完成后的凝膠破碎,干燥,粉碎,包裝,得到最終產(chǎn)品。
10.如權(quán)利要求1所述之水晶泥的用途,其特征在于適用于花卉無(wú)土栽培、插花、園藝產(chǎn)品等領(lǐng)域,具有較高的觀賞性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水晶泥及其制備方法和用途。所述之水晶泥由氫氧化鈉部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺、交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺溶解在水中,加入氧化劑及還原劑,在低溫或常溫下反應(yīng)生成的水晶凝膠狀物質(zhì),外觀為無(wú)色透明、彩色透明或者彩色半透明,吸水飽和后的含水量為96.0~99.5%,其完全干燥狀態(tài)下吸收蒸餾水的能力為自身質(zhì)量的24~200倍,適用于插花、花卉無(wú)土栽培、園藝產(chǎn)品等領(lǐng)域,具有較高的觀賞性。所述之水晶泥的制備方法,其特征在于反應(yīng)混合液由A、B兩組分或者單獨(dú)由A組分組成,其中A組分包含反應(yīng)單體,B組分為著色劑;采用氫氧化鈉水溶液為中和劑,并預(yù)先將丙烯酸配制為水溶液,降低生產(chǎn)成本;采用盤式聚合,反應(yīng)時(shí)間較短,10~30分鐘即可完成反應(yīng)。
文檔編號(hào)C08F4/00GK1772776SQ20041005218
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者崔英德, 姚育忠, 廖列文, 尹國(guó)強(qiáng), 賈振宇, 黎新明, 鄧志城, 吳潔鵬, 康正 申請(qǐng)人:仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院, 珠海得米化工有限公司