專利名稱：紫外光和γ射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸水樹脂的制備方法，尤其是涉及一種丙烯酸、丙烯酸鹽、功能性共聚單體的水溶液，在紫外光源化學(xué)效應(yīng)和Y射線核輻射電離化學(xué)效應(yīng)作用下，通過溶液聚合制備吸水樹脂的方法。
背景技術(shù)：
高吸水樹脂是指吸水倍率為自身質(zhì)量幾十倍乃至上千倍的功能性高分子合成材料，正是由于其優(yōu)良的吸水及凝膠膨脹性能，被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)林及園藝種植土壤節(jié)水保水與土壤調(diào)理、醫(yī)用及生活衛(wèi)生產(chǎn)品(如衛(wèi)生巾、紙尿褲、衛(wèi)生護(hù)理床墊等)、抗洪堵水、建筑保濕及止水密封材料、線纜阻水、食品保鮮、日用化工、消防滅火等眾多領(lǐng)域，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍將越來越廣泛。目前，高吸水樹脂的合成多采用加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑的熱聚合方法，而高吸水樹脂聚合是從液態(tài)轉(zhuǎn)化成凝膠固態(tài)的化學(xué)反應(yīng)過程，由于后期攪拌傳熱困難，因此產(chǎn)品性能難于穩(wěn)定?，F(xiàn)雖有單獨(dú)紫外聚合和單獨(dú)Y射線輻射聚合技術(shù)的報道，但也都需要加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，并且缺乏后期表面處理技術(shù)的補(bǔ)充，產(chǎn)品的通液性和分散性差，難于滿足實(shí)際應(yīng)用中對產(chǎn)品綜合實(shí)用性能的需求。中國專利CN1786040公開一種球狀吸水樹脂的制備方法，在常溫常壓下，由6tlCo —Y射線輻射反相懸浮聚合而成。其特征是用水相:丙烯酸、堿液、共聚單體、交聯(lián)劑和油相:斯盤80、單甘酯、分散劑配制成反相懸浮液，然后把反相懸浮液盛裝到容器中，反相懸浮液相對容器靜止不動，置于輻照場 中接受輻照，不需要反應(yīng)釜，在劑量為0.05 2kGy/h，劑量為0.5 0.2X102kGy的條件下，反應(yīng)完畢分離出油相，干燥后即得球狀吸水樹脂，該球狀吸水樹脂外觀呈球形，粒徑均勻，不易碎，吸水滲透性好。中國專利CN1554692公開一種高吸水樹脂的制備方法，微波輻射纖維素基高吸水樹脂合成方法。纖維素加入去離子水潤濕，微波輻射下糊化，加入過硫酸鉀或高錳酸鉀和硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉的氧化還原引發(fā)體系攪勻，然后在微波輻射下引發(fā)4 7min ;依次加入作為交聯(lián)劑的N，N 亞甲基雙丙烯酰胺、環(huán)氧氯丙烷或聚乙二醇雙丙烯酸酯、丙烯酰胺或丙烯磺酸鈉、丙烯酸或甲基丙烯酸，調(diào)節(jié)中和度為65% 75%，攪勻后在微波輻射下反應(yīng)7 IOmin ;將生成的白色產(chǎn)物置于甲醇中浸泡3 5h，烘干、粉碎即得。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法。本發(fā)明包括以下步驟:I)將丙烯酸單體用堿溶液中和至60% 90%的中和度后，加入占丙烯酸單體質(zhì)量
0.2% 40%的功能性單體，配制成總單體質(zhì)量百分比濃度為30% 60%的中和溶液并將其裝入透明反應(yīng)容器中；
2)將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液發(fā)生聚合反應(yīng)生成彈性凝膠；3)將步驟2)得到的彈性凝膠置于輻射劑量率為0.3 10kGy/h的Y射線核輻射裝置中，利用輸送系統(tǒng)動態(tài)輻照，使輻照劑量達(dá)到3 20kGy ；4)將步驟3)所得的彈性凝膠破碎、干燥、粉碎、篩分后再用表面處理劑進(jìn)行分散性、滲透性表面處理后，即得吸水樹脂。在步驟I)中，所述堿溶液可選自氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液；所述功能性單體可選自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、富馬酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等中的至少一種；所述中和的溫度可控制在10 35°C。在步驟2)中，所述將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于紫外光源下照射的條件可為:將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于波長為200 400nm，照度為200 20000 μ w/cm2的紫外光源下，照射60 300min。在步驟3)中，所述Y射線核輻射裝置可采用鈷60輻射源裝置，或其他能夠產(chǎn)生Y射線的放射性核素的輻射源裝置。在步驟4)中，所述粉碎的要求可為粉碎至30 120目；所述分散性、滲透性表面處理的條件可為:表面處理劑可采用聚乙二醇雙丙烯酸酯、環(huán)氧氯丙烷、N-羥甲基丙烯酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丁二醇、丙三醇、氯化鋁、硅酸鈉、滑石粉、沸石粉等中的至少一種。所制得的吸水樹脂 呈白色粉末狀，其吸收倍率高，吸收速度快，流動性好，抗鹽吸收能力強(qiáng)，通液性能優(yōu)良。本發(fā)明利用紫外光化學(xué)效應(yīng)進(jìn)行高吸水樹脂合成的聚合反應(yīng)，利用Y射線輻射電離化學(xué)效應(yīng)進(jìn)行高吸水樹脂合成的交聯(lián)反應(yīng)，不加引發(fā)劑和交聯(lián)劑，不需要攪拌傳熱，化學(xué)反應(yīng)的工藝性能穩(wěn)定，后期用表面處理技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行表面改性處理，得到吸收倍率高，吸收速度快，流動性好，抗鹽吸收能力強(qiáng)，通液性能優(yōu)良的白色粉末狀高吸水樹脂產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例將對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1將丙烯酸30kg放入有攪拌和冷卻裝置的中和釜中，冷卻介質(zhì)溫度控制在5 15°C，在攪拌狀態(tài)下，滴加23%重量百分比濃度的氫氧化鈉水溶液，中和溫度控制在25 350C，中和至pH值7，再加入Ikg的甲基丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓缓笱b入PE塑料袋中，先將其置于波長為365nm,照度為4000μ w/cm2的紫外光源下,照射60min,料液發(fā)生聚合反應(yīng)成彈性凝膠，將紫外光聚合后的彈性凝膠再置于輻射劑量率為7kGy/h的Y射線核輻射裝置中輻照，使輻照劑量達(dá)到lOkGy。然后彈性凝膠經(jīng)破碎、干燥、粉碎、篩分后再用表面處理劑進(jìn)行表面處理，得到吸收倍率高，吸收速度快，流動性好，抗鹽吸收能力強(qiáng)，通液性能優(yōu)良的白色粉末狀聞吸水樹脂廣品。所得的產(chǎn)品通過以下檢測方法進(jìn)行檢測:1.吸去離子水倍數(shù)測定稱取Ig試樣(精確至0.(Hg)。置于2000mL燒杯中，加入1500mL去離子水，放置60min，使試樣充分吸水膨脹。然后移入已知質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩(孔徑0.125mm)中，自然過濾lOmin。將試驗(yàn)篩傾斜放置，再自然過濾lOmin。稱量試驗(yàn)篩和凝膠試樣總質(zhì)量。2.吸0.9% Nacl溶液倍數(shù)測定稱取Ig試樣(精確至0.0lg)。置于500mL燒杯中，加入200mL0.9% Nacl水溶液，放置60min，使試樣充分吸水膨脹。然后移入已知質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩(孔徑0.125mm)中，自然過濾lOmin。將試驗(yàn)篩傾斜放置，再自然過濾lOmin。稱量試驗(yàn)篩和凝膠試樣總質(zhì)量。結(jié)果表述為:
權(quán)利要求
1.紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于包括以下步驟: O將丙烯酸單體用堿溶液中和至60% 90%的中和度后，加入占丙烯酸單體質(zhì)量0.2% 40%的功能性單體，配制成總單體質(zhì)量百分比濃度為30% 60%的中和溶液并將其裝入透明反應(yīng)容器中； 2)將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液發(fā)生聚合反應(yīng)生成彈性凝膠； 3)將步驟2)得到的彈性凝膠置于輻射劑量率為0.3 10kGy/h的、射線核輻射裝置中，利用輸送系統(tǒng)動態(tài)輻照，使輻照劑量達(dá)到3 20kGy ； 4)將步驟3)所得的彈性凝膠破碎、干燥、粉碎、篩分后再用表面處理劑進(jìn)行分散性、滲透性表面處理后，即得吸水樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟I)中，所述堿溶液選自氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液。
3.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟I)中，所述功能性單體選自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、富馬酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟I)中，所述中和的溫度控制在10 35°C。
5.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟2)中，所述將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于紫外光源下照射的條件為:將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于波長為2`00 400nm，照度為200 20000 μ w/cm2的紫外光源下，照射60 300min。
6.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟3)中，所述Y射線核輻射裝置采用鈷60輻射源裝置，或其他能夠產(chǎn)生Y射線的放射性核素的輻射源裝置。
7.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟4)中，所述粉碎的要求為粉碎至30 120目。
8.如權(quán)利要求1所述紫外光和Y射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，其特征在于在步驟4)中，所述分散性、滲透性表面處理的條件為:表面處理劑采用聚乙二醇雙丙烯酸酯、環(huán)氧氯丙烷、N-羥甲基丙烯酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丁二醇、丙三醇、氯化鋁、硅酸鈉、滑石粉、沸石粉中的至少一種。
全文摘要
紫外光和γ射線輻射電離技術(shù)制備吸水樹脂的方法，涉及一種吸水樹脂的制備方法。1)將丙烯酸單體用堿溶液中和至60%～90%的中和度后，加入占丙烯酸單體質(zhì)量0.2%～40%的功能性單體，配制成總單體質(zhì)量百分比濃度為30%～60%的中和溶液并將其裝入透明反應(yīng)容器中；2)將裝入透明反應(yīng)容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液發(fā)生聚合反應(yīng)生成彈性凝膠；3)將步驟2)得到的彈性凝膠置于輻射劑量率為0.3～10kGy/h的γ射線核輻射裝置中，利用輸送系統(tǒng)動態(tài)輻照，使輻照劑量達(dá)到3～20kGy；4)將步驟3)所得的彈性凝膠破碎、干燥、粉碎、篩分后再用表面處理劑進(jìn)行分散性、滲透性表面處理后，即得吸水樹脂。
文檔編號C08F220/06GK103224630SQ20131018257
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者史學(xué)明 申請人:史學(xué)明