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
技術領域：
本發明涉及一種高吸水樹脂及其制備方法。
背景技術：
淀粉接枝型高吸水樹脂在醫療衛生、農林、園藝、石油化工、日用化工、 建筑等領域都得到廣泛應用，隨著科學發展，將淀粉接枝型高吸水樹脂與無機 礦物復合，以改善其吸水速率、耐鹽性、保水和凝膠強度等性能，擴大應用領 域成為研究熱點。
目前，常采用反相懸浮聚合法將超細高嶺土、蒙脫土或云母等無機礦物與 淀粉接枝型高吸水樹脂復合，但存在工藝復雜和成本高的問題，而且產品的耐 鹽性、凝膠強度、吸水速率和熱穩定性普遍不高。
發明內容
本發明目的是為了解決現有無機礦物與淀粉接枝型高吸水樹脂復合的方 法存在工藝復雜、成本高及產品耐鹽性差、凝膠強度低、吸水速率低和熱穩定 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量份數比由100份烯類單體、 20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯劑、0.5 2.5份引發劑、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 劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、環氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油t^引發劑為 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現一、 按質量份數比稱取IOO份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯劑、0.5 2.5份引發劑、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 的引發劑和交聯劑，在70 10(TC的條件下反應2 3h，然后將產物置于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；交聯劑為N，N-亞甲基雙丙 烯酰胺、環氧氯丙垸或乙二醇二縮水甘油醚；引發劑為過硫酸胺-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。
本發明在淀粉接枝丙烯酸高吸水樹脂中加入的改性電氣石粉，具有獨特空 間結構及表面的活性基團和鍵合點，能改善樹脂的網絡結構，提高綜合性能， 如耐鹽性好，凝膠強度高，吸水速率提高了 10%，在200 300'C的條件下熱 穩定性表現良好；改性電氣石粉富含多種植物生長所必須的微量元素，能較好 的應用于土壤改良方面，而且改性電氣石粉有高的機械化學穩定性，可重復利 用，對環境無污染。本發明工藝簡單，反應平穩，成本低。
圖1為具體實施方式
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。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方 式間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂按
質量份數比由IOO份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯劑、0.5 2.5 份引發劑、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；交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、環氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚；引發劑為過硫酸胺-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。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是淀粉接枝丙烯酸 /改性電氣石高吸水樹脂按質量份數比由100份烯類單體、30份淀粉、1.0份交 聯劑、1.5份引發劑、30份改性電氣石粉和30份去離子水制成。其它與具體 實施方式一相同。
本實施方式中所用化學試劑均為分析純。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
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。其它與具體實施 方式一相同。
具體實施方式
四本實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現 一、按質量份數比稱取100份烯類單體、20 40 份淀粉、0.1 2.0份交聯劑、0.5 2.5份引發劑、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，再加入稱取的引發劑和交聯劑，在70 100。C的條件下反應 2 3h，然后將產物置于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；交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、環氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚； 引發劑為過硫酸胺-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。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
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。其它步驟及參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
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 數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
四不同的是步驟二中在80 。C的條件下反應2.5h，然后將產物置于8(TC的條件下干燥2.5h。其它步驟及 參數與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
八本實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現 一、按質量份數比稱取100份烯類單體、30份淀 粉、l.O份交聯劑、1.5份引發劑、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，再加入稱取的引發劑 和交聯劑，在80°C的條件下反應2.5h，然后將產物置于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；交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；引發劑 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這個溫度區 域，為合成的樹脂開始分解階段，失重為-51.4%; 500。C后趨于穩定的為電氣 石粉，其含量在30%左右，表明復合高吸水性樹脂在200。C以前熱損失少，熱 穩定性良好；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，形成了網狀結構，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，其三維空間網絡的孔徑大，吸 水倍率高。
權利要求
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量份數比由100份烯類單體、20～40份淀粉、0.1～2.0份交聯劑、0.5～2.5份引發劑、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；交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、環氧氯丙烷或乙二醇二縮水甘油醚；引發劑為過硫酸胺-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。
2、 根據權利要求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量份數比由100份烯類單 體、30份淀粉、l.O份交聯劑、1.5份引發劑、30份改性電氣石粉和30份去離 子水制成。
3、 根據權利要求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現 一、按質量 份數比稱取100份烯類單體、20 40份淀粉、0.1 2.0份交聯劑、0.5 2.5份 引發劑、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 劑和交聯劑，在70 100。C的條件下反應2 3h，然后將產物置于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；交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、 環氧氯丙垸或乙二醇二縮水甘油醚；引發劑為過硫酸胺-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、 根據權利要求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、 根據權利要求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、 根據權利要求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2.5h，然后將產物置于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。它解決了現有無機礦物與淀粉接枝型高吸水樹脂復合的方法存在工藝復雜、成本高及產品耐鹽性差、凝膠強度低、吸水速率低和熱穩定性差的問題。本發明淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂由烯類單體、淀粉、交聯劑、引發劑、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，再加入引發劑和交聯劑，反應后干燥，經粉碎得淀粉接枝丙烯酸/改性電氣石高吸水樹脂。本發明工藝簡單，成本低，所得產品耐鹽性好，凝膠強度高，吸水速率提高了10％，在200～300℃的條件下熱穩定性表現良好。
文檔編號C08K5/00GK101319031SQ20081006498
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月23日 優先權日2008年7月23日
發明者于勝志, 艷 劉, 蕾 楊, 滕玉潔 申請人:哈爾濱工業大學