专利名称：一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂的制备方法
技术领域：
本发明属于吸湿材料领域，具体涉及一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂 的制备方法。 技术背景湿度不但影响人的生活环境，还直接关联到工农业生产、物品仓 库、文物、档案、弹药的保存，以及汽车、坦克、飞机、舰艇停泊的 环境质量等等。当环境湿度过高时，不但会降低人体舒适程度，而且 会出现金属锈蚀、物品霉变、弹药结块，精密仪器失灵等现象，使工 农业生产、军事活动不能正常进行，因此必须采取有效的除湿材料来 降低环境湿度。传统的吸湿材料为硅胶、分子筛和氧化铝等无机材料，这类材料 吸湿容量低，有机高分子吸湿材料的吸湿性能明显优于无机吸湿材 料。"聚乙烯醇吸附性树脂的制备及其吸湿放湿性能研究"[刘川文黄红军李志广王建江，科学技术与工程，2007 (7) 2: 242 ]文中 以顺丁烯二酸酐作交联剂，甲苯作悬浮分散剂，对聚乙烯醇(PVA)进 行交联改性，制备了PVA吸附性树脂，并对其吸湿、放湿性能进行了 初步研究。发现随环境湿度的变化，该树脂可以自动进行吸湿或放湿， 且具有一定的保湿能力。在相对湿度95%时平衡吸湿量达到了0. 93 g/g，优于军械仓库广泛使用的变色硅胶；"魔芋超强吸湿剂扩散吸湿 特性研究"[汪超郝鹏李万芬刘田黄静姜发堂，湖北工业大学学报，2007 (22) 2: 86]文中研究了魔芋葡甘聚糖接枝丙烯酸共聚物 (KAC)在几种环境湿度下的吸湿率和平均吸湿速率，分析了不同粒径 KAC的扩散吸湿性能，并与变色硅胶等通用吸湿剂的吸湿性能进行了 比较。结果表明KAC具有显著的扩散吸湿特点，其吸湿率和平均吸 湿速率强烈地依赖环境湿度和吸湿接触面积，在高湿环境中(相对湿 度=90 士l %) KAC具有优越的高效吸湿功能，室温下4天的吸湿率 高达100%，9天后吸湿率大于12() %;在中国专利CN1301319A中，详 细叙述了交联的丙烯酸系吸湿性纤维的性能及制备方法，在2(TC、相 对湿度65%时，其饱和吸湿率可达25 — 50%;另外，在特开平2—91271 号公报和特开平5 — 132858号公告中都涉及到丙烯酸纤维的吸湿放湿 性能，提出利用肼交联处理丙烯酸系纤维之后，再利用碱金属氢氧化 物水解残存于该纤维中的腈基，转换成羧基或羧基金属盐，由此制成 具有吸湿放湿性的交联丙烯酸系纤维。但用聚甲基丙烯酸树脂来制备 有机高分子吸湿性材料，还未见报道。
发明内容
本发明提供一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂及制备方法，其步骤和条 件如下单体为甲基丙烯酸，将甲基丙烯酸水溶液用质量浓度为30%的 氢氧化钠水溶液中和，中和度为30 — 80%，甲基丙烯酸单体含量为 水溶液总重量的20—40%;然后加入交联剂，交联剂为丙三醇、环 氧氯丙烷或N， N'—亚甲基双丙烯酰胺，加入量为水溶液总重量的 0.02 0.5%;再加入引发剂，引发剂分为氧化剂和还原剂，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠、 偏重亚硫酸钠或偏重亚硫酸钾，贫化剂用量为水溶液总重量的0.01 1.0%，还原剂用量为水溶液总重量的的0.005 0.5%，得到配制好的 混合液；将配制好的混合液放入反应器，然后在恒温水浴中进行聚合， 水浴温度为40 70°C，聚合反应3 5h;然后造粒，烘干，粉碎，得 到--种聚甲基丙烯酸吸湿树脂。所得一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂在3(TC，相对湿度90%时，其 吸湿容量>200%，吸湿速率〉2.5 g/g.min。吸湿速度测试方法将10g待测样品在12(TC中恒重。然后称重精确到0. Olg (称重 速度要快，尽量减少暴露空气中的时间)。将样品装入无纺布袋中悬 挂于带有空气搅拌、相对湿度为90%的恒温恒湿箱中，温度为3(TC， 30分钟后，将袋取出称重。按下式计算吸湿速度7V=^——式中N—吸湿速度(g/g.min)，Q—样品吸湿后重(g)，W—样品吸湿前重(g)，30—时间为30分钟(min)。 吸湿容量测试方法将10g待测样品在120。C中恒重。然后称重精确到0. Olg (称重 速度要快，尽量减少暴露空气中的时间)。将样品装入无纺布袋中悬 挂于带有空气搅拌、相对湿度为90%的恒温恒湿箱中，温度为3(TC，直到1小时间隔的两次连续称重相差不超过5mg，将袋取出称重。按下式计算吸湿速度M = "^xl00% 『式中.-M—一吸湿容量(％)， G—一样品吸湿后增加的重量(g)， W—一样品吸湿前的重量(g)。
具体实施方式
取100g甲基丙烯酸，加入蒸馏水189.5g，搅拌下加入质量浓度 为30X的氢氧化钠水溶液46.46g，加入0.5g交联剂丙三醇；再加入 氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸钾，加入量为0.05g;还原剂为 亚硫酸氢钠，加入量为0.2g;然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度 为7(TC，聚合反应4h;然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。所得 高吸湿树脂在30。C，相对湿度90%时(以下实施例都在此条件下测 试)，吸湿速率为2.9 g/g.min，吸湿容量为230%。 实施例2:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水80g，搅拌下加入质量浓 度为30%的氢氧化钠水溶液108.9g，加入0.2g交联剂N， N' —亚甲 基双丙烯酰胺；再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为0.5g;还原剂为偏重亚硫酸钠，加入量为0.2g;然后在恒温水浴 中进行聚合，水浴温度为4(TC，聚合反应2h;然后造粒，烘干，粉 碎，得最终产品。所得高吸湿树脂吸湿速率为2.7 g/g.min，吸湿容 量为210%。实施例3:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水273.7g，搅拌下加入质量 浓度为30%的氢氧化钠水溶液120g，加入0.6g交联剂N， N'—亚甲 基双丙烯酰胺；再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸钠，加入 量为3.6g;还原剂为亚硫酸钠，加入量为2.1g;然后在恒温水浴中进 行聚合，水浴温度为65。C，聚合反应5h;然后造粒，烘干，粉碎， 得最终产品。。所得高吸湿树脂吸湿速率为2.8g/g.min，吸湿容量为 242%。 ，实施例4:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水56.98g，搅拌下加入质量 浓度为30%的氢氧化钠水溶液90g，加入0.5g交联剂环氧氯丙烷； 再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量为2.5g;还原 剂为偏重亚硫酸钾，加入量为0.02g;然后在恒温水浴中进行聚合， 水浴温度为6(TC，聚合反应3h;然后造粒，烘干，粉碎，得最终产 品。。所得高吸湿树脂吸湿速率为2.8 g/g.min，吸湿容量为228%。 实施例5:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水78.387g，搅拌下加入质量 浓度为30X的氢氧化钠水溶液80g，加入1.3g交联剂N， N'—亚甲基双丙烯酰胺；再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸铵，加入量 为0.3g;还原剂为硫代硫酸钠，加入量为0.013g;然后在恒温水浴中 进行聚合，水浴温度为60。C，聚合反应4h;然后造粒，烘干，粉碎， 得最终产品。。所得高吸湿树脂吸湿速率为2.7g/g.min，吸湿容量为 231%。实施例6:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水117.6g，搅拌下加入质量 浓度为30%的氢氧化钠水溶液100g，加入0.7g交联剂环氧氯丙烷；再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸钾，加入量为0.1g;还原剂为亚硫酸钠，加入量为1.6g;然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温 度为45。C，聚合反应5h;然后造粒，烘干，粉碎，得最终产品。。所 得高吸湿树脂吸湿速率为2.6 g/g. min，吸湿容量为234%。 实施例7:取100g甲基丙烯酸，然后加入蒸馏水259.804g，搅拌下加入质 量浓度为30%的氢氧化钠水溶液115g，加入0.096g交联剂N， N' _ 亚甲基双丙烯酰胺；再加入氧化一还原引发剂，氧化剂为过硫酸钠， 加入量为4.8g;还原剂为亚硫酸钠，加入量为0.3g;然后在恒温水浴 中进行聚合，水浴温度为55。C，聚合反应4h;然后造粒，烘干，粉 碎，得最终产品。。所得高吸湿树脂吸湿速率为2.8g/g.min，吸湿容 量为235%。
权利要求
1、一种聚甲基丙烯酸高吸湿树脂的制备方法，其特征在于方法的步骤为单体为甲基丙烯酸，将甲基丙烯酸水溶液用质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液中和，中和度为30-80％，甲基丙烯酸单体含量为水溶液总重量的20-40％；然后加入交联剂，交联剂为丙三醇、环氧氯丙烷或N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，加入量为水溶液总重量的0.02～0.5％；再加入引发剂，引发剂分为氧化剂和还原剂，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠、偏重亚硫酸钠或偏重亚硫酸钾，氧化剂用量为水溶液总重量的0.01～1.0％，还原剂用量为水溶液总重量的的0.005～0.5％，得到配制好的混合液；将配制好的混合液放入反应器，然后在恒温水浴中进行聚合，水浴温度为40～70℃，聚合反应3～5h；然后造粒，烘干，粉碎，得到一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂。
全文摘要
一种聚甲基丙烯酸高吸湿树脂的制备方法，属于吸湿材料生产领域。其特征在于步骤如下将甲基丙烯酸单体加入一定量的水，然后用氢氧化钠水溶液中和，再加入相应的交联剂、引发剂，然后在恒温水浴中进行聚合一定时间，然后造粒，烘干，粉碎，即得性能优良的吸湿树脂。所得一种聚甲基丙烯酸吸湿树脂在30℃，相对湿度90％时，其吸湿容量＞200％，吸湿速率＞2.5g/g.min。
文档编号C08F220/00GK101225138SQ20071019359
公开日2008年7月23日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者力 于, 张志成, 张春晓, 温诗渺, 潘振远, 白福臣 申请人:中国科学院长春应用化学研究所