專利名稱：淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高吸水樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
淀粉接枝型高吸水樹脂在醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)林、園藝、石油化工、日用化工、 建筑等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，隨著科學(xué)發(fā)展，將淀粉接枝型高吸水樹脂與無機(jī) 礦物復(fù)合，以改善其吸水速率、耐鹽性、保水和凝膠強(qiáng)度等性能，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng) 域成為研究熱點(diǎn)。
目前，常采用反相懸浮聚合法將超細(xì)高嶺土、蒙脫土或云母等無機(jī)礦物與 淀粉接枝型高吸水樹脂復(fù)合，但存在工藝復(fù)雜和成本高的問題，而且產(chǎn)品的耐 鹽性、凝膠強(qiáng)度、吸水速率和熱穩(wěn)定性普遍不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有無機(jī)礦物與淀粉接枝型高吸水樹脂復(fù)合的方 法存在工藝復(fù)雜、成本高及產(chǎn)品耐鹽性差、凝膠強(qiáng)度低、吸水速率低和熱穩(wěn)定 性差的問題，而提供一種淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂及其制備方 法。
淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂按質(zhì)量份數(shù)比由100份烯類單體、 20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯(lián)劑、0.5 2.5份引發(fā)劑、20 40份改性電氣石 粉和20 40份去離子水制成；其中烯類單體為丙烯酸單體或丙烯酰胺；交聯(lián) 劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油t^引發(fā)劑為 過硫酸胺-亞硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、2,2-二甲 氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮或2，4,6-三基苯甲?；?二苯基氧化膦；改性電氣石 粉為聚乙烯醇(PVA)修飾電氣石粉、十六垸基三甲基溴化銨(CTAB)修飾 電氣石粉或硬脂酸修飾電氣石粉。
制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、 按質(zhì)量份數(shù)比稱取IOO份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯(lián)劑、0.5 2.5份引發(fā)劑、20 40份改性電氣石粉和20 40份去離子水；二、將稱取的淀粉和去離子水混合后在50 100。C的條件下糊化0.1 lh，然后在25 40°C 的條件下加入稱取的烯類單體和改性電氣石粉，攪拌10 30min，再加入稱取 的引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在70 10(TC的條件下反應(yīng)2 3h，然后將產(chǎn)物置于70 9(TC的條件下千燥2 3h，粉碎后得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂； 其中步驟一中烯類單體為丙烯酸單體或丙烯酰胺；交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙 烯酰胺、環(huán)氧氯丙垸或乙二醇二縮水甘油醚；引發(fā)劑為過硫酸胺-亞硫酸鈉、 過硫酸銨、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、2,2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯 甲酮或2，4,6-三基苯甲?；?二苯基氧化膦；改性電氣石粉為PVA修飾電氣石 粉、CTAB修飾電氣石粉或硬脂酸修飾電氣石粉。
本發(fā)明在淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂中加入的改性電氣石粉，具有獨(dú)特空 間結(jié)構(gòu)及表面的活性基團(tuán)和鍵合點(diǎn)，能改善樹脂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高綜合性能， 如耐鹽性好，凝膠強(qiáng)度高，吸水速率提高了 10%，在200 300'C的條件下熱 穩(wěn)定性表現(xiàn)良好；改性電氣石粉富含多種植物生長(zhǎng)所必須的微量元素，能較好 的應(yīng)用于土壤改良方面，而且改性電氣石粉有高的機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性，可重復(fù)利 用，對(duì)環(huán)境無污染。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)平穩(wěn)，成本低。


圖1為具體實(shí)施方式
八中所得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的 紅外譜圖；圖2為具體實(shí)施方式
八中所得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水 樹脂的TG-DTA曲線圖，其中a為熱失重曲線，b為差熱分析曲線；圖3為具 體實(shí)施方式八中所得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂放大400倍的掃 描電鏡圖；圖4為具體實(shí)施方式
八中所得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水 樹脂放大IOOO倍的掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂按
質(zhì)量份數(shù)比由IOO份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯(lián)劑、0.5 2.5 份引發(fā)劑、20 40份改性電氣石粉和20 40份去離子水制成；其中烯類單體 為丙烯酸單體或丙烯酰胺；交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚；引發(fā)劑為過硫酸胺-亞硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸銨-亞 硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、2,2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮或2，4，6-三基苯甲 酰基-二苯基氧化膦；改性電氣石粉為PVA修飾電氣石粉、CTAB修飾電氣石 粉或硬脂酸修飾電氣石粉。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是淀粉接枝丙烯酸 /改性電氣石高吸水樹脂按質(zhì)量份數(shù)比由100份烯類單體、30份淀粉、1.0份交 聯(lián)劑、1.5份引發(fā)劑、30份改性電氣石粉和30份去離子水制成。其它與具體 實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式中所用化學(xué)試劑均為分析純。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是淀粉來自于小麥 粉、大麥粉、玉米粉、大米粉、木薯粉、馬鈴薯粉或紅薯粉。其它與具體實(shí)施 方式一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹
脂的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱取100份烯類單體、20 40 份淀粉、0.1 2.0份交聯(lián)劑、0.5 2.5份引發(fā)劑、20 40份改性電氣石粉和20 40份去離子水；二、將稱取的淀粉和去離子水混合后在50 100'C的條件下糊 化0.1 lh，然后在25 40'C的條件下加入稱取的烯類單體和改性電氣石粉， 攪拌10 30min，再加入稱取的引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在70 100。C的條件下反應(yīng) 2 3h，然后將產(chǎn)物置于70 9(TC的條件下干燥2 3h，粉碎后得淀粉接枝丙 烯酸/改性電氣石高吸水樹脂；其中步驟一中烯類單體為丙烯酸單體或丙烯酰 胺；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚； 引發(fā)劑為過硫酸胺-亞硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、 2,2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮或2,4，6-三基苯甲酰基-二苯基氧化膦；改 性電氣石粉為PVA修飾電氣石粉、CTAB修飾電氣石粉或硬脂酸修飾電氣石 粉。
本實(shí)施方式中淀粉來自于小麥粉、大麥粉、玉米粉、大米粉、木薯粉、馬 鈴薯粉或紅薯粉。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是步驟二中將稱取 的淀粉和去離子水混合后在7(TC的條件下糊化0.5h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是步驟二中在30
。C的條件下加入稱取的烯類單體和改性電氣石粉，攪拌25min。其它步驟及參 數(shù)與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是步驟二中在80 。C的條件下反應(yīng)2.5h，然后將產(chǎn)物置于8(TC的條件下干燥2.5h。其它步驟及 參數(shù)與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹 脂的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、按質(zhì)量份數(shù)比稱取100份烯類單體、30份淀 粉、l.O份交聯(lián)劑、1.5份引發(fā)劑、30份改性電氣石粉和20份去離子水；二、 將稱取的淀粉和去離子水混合后在7(TC的條件下糊化0.5h，然后在35。C的條 件下加入稱取的烯類單體和改性電氣石粉，攪拌20min，再加入稱取的引發(fā)劑 和交聯(lián)劑，在80°C的條件下反應(yīng)2.5h，然后將產(chǎn)物置于80°C的條件下干燥2.5h， 粉碎后得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂；其中步驟一中烯類單體為 丙烯酸單體；淀粉來自于玉米粉；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；引發(fā)劑 為過硫酸胺-亞硫酸鈉；改性電氣石粉為PVA修飾電氣石粉。
本實(shí)施方式中所得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂，從圖1中可 表明，該高吸水樹脂是由淀粉、丙烯酸和電氣石共同聚合形成的交流高分子材 料；從圖2中可看出，IO(TC以前的失重為水份和揮發(fā)物，占比例較小，從203 314"C為淀粉分解、炭化的溫度，熱失重為-28.1%; 314。C 5irC這個(gè)溫度區(qū) 域，為合成的樹脂開始分解階段，失重為-51.4%; 500。C后趨于穩(wěn)定的為電氣 石粉，其含量在30%左右，表明復(fù)合高吸水性樹脂在200。C以前熱損失少，熱 穩(wěn)定性良好；從圖3中可看出，所得樹脂的表面凸凹不平，呈鈹褶狀且貫穿有 明顯的溝壑，形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，提高吸水速率；從圖4中可看出， 所得樹脂表面存在空洞，有利于提高其吸水性，其三維空間網(wǎng)絡(luò)的孔徑大，吸 水倍率高。
權(quán)利要求
1、淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂，其特征在于淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂按質(zhì)量份數(shù)比由100份烯類單體、20～40份淀粉、0.1～2.0份交聯(lián)劑、0.5～2.5份引發(fā)劑、20～40份改性電氣石粉和20～40份去離子水制成；其中烯類單體為丙烯酸單體或丙烯酰胺；交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚；引發(fā)劑為過硫酸胺-亞硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮或2，4，6-三基苯甲?；?二苯基氧化膦；改性電氣石粉為PVA修飾電氣石粉、CTAB修飾電氣石粉或硬脂酸修飾電氣石粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂，其特 征在于淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂按質(zhì)量份數(shù)比由100份烯類單 體、30份淀粉、l.O份交聯(lián)劑、1.5份引發(fā)劑、30份改性電氣石粉和30份去離 子水制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂，其特 征在于淀粉來自于小麥粉、大麥粉、玉米粉、大米粉、木薯粉、馬鈴薯粉或紅 薯粉。
4、 制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的方法，其特征在于制備 淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、按質(zhì)量 份數(shù)比稱取100份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯(lián)劑、0.5 2.5份 引發(fā)劑、20 40份改性電氣石粉和20 40份去離子水；二、將稱取的淀粉和 去離子水混合后在50 100。C的條件下糊化0.1 lh，然后在25 40。C的條件 下加入稱取的烯類單體和改性電氣石粉，攪拌10 30min，再加入稱取的引發(fā) 劑和交聯(lián)劑，在70 100。C的條件下反應(yīng)2 3h，然后將產(chǎn)物置于70 90°C的 條件下干燥2 3h，粉碎后得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂；其中步 驟一中烯類單體為丙烯酸單體或丙烯酰胺；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、 環(huán)氧氯丙垸或乙二醇二縮水甘油醚；引發(fā)劑為過硫酸胺-亞硫酸鈉、過硫酸銨、 過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、硝酸鈰銨、2,2-二甲氧基苯基苯乙酮、二苯甲酮或2，4,6-三基苯甲酰基-二苯基氧化膦；改性電氣石粉為PVA修飾電氣石粉、CTAB修 飾電氣石粉或硬脂酸修飾電氣石粉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的 方法，其特征在于步驟二中將稱取的淀粉和去離子水混合后在7(TC的條件下 糊化0.5h。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的 方法，其特征在于步驟二中在3(TC的條件下加入稱取的烯類單體和改性電氣 石粉，攪拌25min。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂的 方法，其特征在于步驟二中在8(TC的條件下反應(yīng)2.5h，然后將產(chǎn)物置于8(TC 的條件下干燥2.5h。
全文摘要
淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂及其制備方法，它涉及一種高吸水樹脂及其制備方法。它解決了現(xiàn)有無機(jī)礦物與淀粉接枝型高吸水樹脂復(fù)合的方法存在工藝復(fù)雜、成本高及產(chǎn)品耐鹽性差、凝膠強(qiáng)度低、吸水速率低和熱穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂由烯類單體、淀粉、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、改性電氣石粉和去離子水制成。方法一、稱取所需成份；二、淀粉糊化，然后加入烯類單體和改性電氣石粉，再加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，反應(yīng)后干燥，經(jīng)粉碎得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，所得產(chǎn)品耐鹽性好，凝膠強(qiáng)度高，吸水速率提高了10％，在200～300℃的條件下熱穩(wěn)定性表現(xiàn)良好。
文檔編號(hào)C08K5/00GK101319031SQ20081006498
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者于勝志, 艷 劉, 蕾 楊, 滕玉潔 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)