[发明专利]瓜尔胶接枝聚丙烯酸盐超强吸水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种瓜尔胶接枝聚丙烯酸超强吸水剂的制备方法。

技术背景

超强吸水剂是一种具有奇特的吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。与传统 的吸水材料如脱脂棉、海棉和硅胶等相比，它具有吸水量大和保水能力强等诸多优点， 能广泛应用于石油、化工、农业、医用卫生、建筑等各个领域。在医用卫生上，超强吸 水剂可以做可降解手术衬垫、餐巾、失禁病人的垫褥、尿布、妇女卫生巾和医用绷带等； 在农业上可用于改善土壤的持水能力，促进种子发芽和植物生长；在建筑上可用于止水 堵漏剂、结露防止剂、调湿剂等。

超强吸水剂按原料来分可以分为三大系列：(1)淀粉类；(2)合成聚合物系。其中 淀粉类超强吸水剂研究开发最早，而且应用范围非常广泛。最先研制成功的淀粉接枝丙 烯腈类吸水剂要紧过皂化，使得生产工序多，且存在未反应的有毒单体丙烯腈，洗涤工 序繁杂，因此，科学家们直接采用丙烯酸或甲基丙烯酸等与淀粉进行接枝共聚反应，但 是在使用淀粉溶液时需要高温糊化阶段，使生产工序繁杂。合成聚合物类超强吸水剂中， 聚丙烯酰胺类，尽管原料价格便宜，由于需加碱水解工序和产品有残毒等原因，致使该 产品大幅减少，代之以聚丙烯酸盐类吸水剂为主。聚丙烯酸盐类吸水剂生产过程中遇到 的主要技术问题是聚合过程为放热链反应，易爆聚难控制，影响产品质量并易出现事故。 聚合物极粘稠难干燥，干燥后的硬块坚硬如石难以粉碎。为解决这些问题出现了各式各 样的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓜尔胶接枝聚丙烯酸盐超强吸水剂及其制备方法，以克 服现有技术存在的缺陷。

本发明的方法，包括如下步骤：

(1)将碱性物质水溶液，在0-5℃下加入丙烯酸中反应，然后加入交联剂，分散溶 解；碱性物质水溶液的重量浓度为25-45％；

所述的碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化铵或氢氧化钾中的一种以上；

丙烯酸的中和度为80-90％；

所用的交联剂选自N，N-二甲基双丙烯酰胺或异氰酸酯中的一种，加入量为丙烯酸重 量的0.1-1％；

(2)将重量浓度为1-2％的瓜尔胶水溶液加入步骤(1)的产物，然后加入引发剂， 然后将料液在100-130℃聚合干燥20-40分钟，即可获得瓜尔胶接枝聚丙烯酸盐超强吸水 剂；

瓜尔胶与丙烯酸的重量比为：1∶1-10；

优选的，可将料液铺展在平板上，在100-130℃聚合干燥20-40分钟；

所述的引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种，引发剂加入量为每升 料液0.001-0.005摩尔，所述料液为步骤(1)的产物；

本发明的有益效果：本发明克服了聚合、干燥、粉碎各项困难，采用薄层、高温快 速的聚合干燥一步法，生产吸水率高的高质量产品。本发明具有以下特点：

1.瓜尔胶不需要特定的糊化工序，在室温下直接糊化，节省了能源，节省了设备，也 节省了时间；

2.聚合干燥一体化，二步同时在较高温度空气中快速进行，不爆聚，不涉及搅拌，同 时解决了聚合难控制，聚合物粘稠干燥困难二大难题；

3.工艺流程短，只需要三步就可以完场，不涉及过滤、洗涤等过程，也不用通氮气， 更不用真空干燥，因此占地面积小，设备投资少，投产快，生产成本低；

4.产物易粉碎，经聚合干燥后所得产物为薄片，很易粉碎，一般粉碎机就可以完成；

5.收率高无三废，可以说除水外其它原料均转化成产品，收率近100％，不涉及有 机溶剂的使用与回收，也不涉及干燥前的有机醇处理，整个过程无三废。

6.产品质量高，并可控制，按照同一工艺路线只要控制配料比例就可以生产不同吸 水性能的系列产品，吸去离子水可从400克到2000克/克不等。以满足不同客户对不同 产品等级的需求。

本工艺中吸水剂吸水率的测定方法采用筛滤重量法，称取0.1克吸水剂加入盛有 1000毫升去离子水的烧杯中，搅拌后静置30分钟，用200目分样筛过滤去多余的水分， 乘量吸水凝胶重量

吸水倍率＝吸水凝胶重量/吸水剂重量(克/克)。

具体实施方式

实施例1