专利名称：紫外光和γ射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法
技术领域：
本发明涉及一种吸水树脂的制备方法，尤其是涉及一种丙烯酸、丙烯酸盐、功能性共聚单体的水溶液，在紫外光源化学效应和Y射线核辐射电离化学效应作用下，通过溶液聚合制备吸水树脂的方法。
背景技术：
高吸水树脂是指吸水倍率为自身质量几十倍乃至上千倍的功能性高分子合成材料，正是由于其优良的吸水及凝胶膨胀性能，被广泛地应用于农林及园艺种植土壤节水保水与土壤调理、医用及生活卫生产品(如卫生巾、纸尿裤、卫生护理床垫等)、抗洪堵水、建筑保湿及止水密封材料、线缆阻水、食品保鲜、日用化工、消防灭火等众多领域，并随着科学技术的发展，其应用范围将越来越广泛。目前，高吸水树脂的合成多采用加入引发剂和交联剂的热聚合方法，而高吸水树脂聚合是从液态转化成凝胶固态的化学反应过程，由于后期搅拌传热困难，因此产品性能难于稳定。现虽有单独紫外聚合和单独Y射线辐射聚合技术的报道，但也都需要加入引发剂和交联剂，并且缺乏后期表面处理技术的补充，产品的通液性和分散性差，难于满足实际应用中对产品综合实用性能的需求。中国专利CN1786040公开一种球状吸水树脂的制备方法，在常温常压下，由6tlCo —Y射线辐射反相悬浮聚合而成。其特征是用水相:丙烯酸、碱液、共聚单体、交联剂和油相:斯盘80、单甘酯、分散剂配制成反相悬浮液，然后把反相悬浮液盛装到容器中，反相悬浮液相对容器静止不动，置于辐照场 中接受辐照，不需要反应釜，在剂量为0.05 2kGy/h，剂量为0.5 0.2X102kGy的条件下，反应完毕分离出油相，干燥后即得球状吸水树脂，该球状吸水树脂外观呈球形，粒径均匀，不易碎，吸水渗透性好。中国专利CN1554692公开一种高吸水树脂的制备方法，微波辐射纤维素基高吸水树脂合成方法。纤维素加入去离子水润湿，微波辐射下糊化，加入过硫酸钾或高锰酸钾和硫代硫酸钠或亚硫酸钠的氧化还原引发体系搅匀，然后在微波辐射下引发4 7min ;依次加入作为交联剂的N，N 亚甲基双丙烯酰胺、环氧氯丙烷或聚乙二醇双丙烯酸酯、丙烯酰胺或丙烯磺酸钠、丙烯酸或甲基丙烯酸，调节中和度为65% 75%，搅匀后在微波辐射下反应7 IOmin ;将生成的白色产物置于甲醇中浸泡3 5h，烘干、粉碎即得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法。本发明包括以下步骤:I)将丙烯酸单体用碱溶液中和至60% 90%的中和度后，加入占丙烯酸单体质量
0.2% 40%的功能性单体，配制成总单体质量百分比浓度为30% 60%的中和溶液并将其装入透明反应容器中；
2)将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液发生聚合反应生成弹性凝胶；3)将步骤2)得到的弹性凝胶置于辐射剂量率为0.3 10kGy/h的Y射线核辐射装置中，利用输送系统动态辐照，使辐照剂量达到3 20kGy ；4)将步骤3)所得的弹性凝胶破碎、干燥、粉碎、筛分后再用表面处理剂进行分散性、渗透性表面处理后，即得吸水树脂。在步骤I)中，所述碱溶液可选自氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液；所述功能性单体可选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等中的至少一种；所述中和的温度可控制在10 35°C。在步骤2)中，所述将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射的条件可为:将装入透明反应容器的中和溶液置于波长为200 400nm，照度为200 20000 μ w/cm2的紫外光源下，照射60 300min。在步骤3)中，所述Y射线核辐射装置可采用钴60辐射源装置，或其他能够产生Y射线的放射性核素的辐射源装置。在步骤4)中，所述粉碎的要求可为粉碎至30 120目；所述分散性、渗透性表面处理的条件可为:表面处理剂可采用聚乙二醇双丙烯酸酯、环氧氯丙烷、N-羟甲基丙烯酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丁二醇、丙三醇、氯化铝、硅酸钠、滑石粉、沸石粉等中的至少一种。所制得的吸水树脂 呈白色粉末状，其吸收倍率高，吸收速度快，流动性好，抗盐吸收能力强，通液性能优良。本发明利用紫外光化学效应进行高吸水树脂合成的聚合反应，利用Y射线辐射电离化学效应进行高吸水树脂合成的交联反应，不加引发剂和交联剂，不需要搅拌传热，化学反应的工艺性能稳定，后期用表面处理技术对产品进行表面改性处理，得到吸收倍率高，吸收速度快，流动性好，抗盐吸收能力强，通液性能优良的白色粉末状高吸水树脂产品。
具体实施例方式以下实施例将对本发明作进一步的说明。实施例1将丙烯酸30kg放入有搅拌和冷却装置的中和釜中，冷却介质温度控制在5 15°C，在搅拌状态下，滴加23%重量百分比浓度的氢氧化钠水溶液，中和温度控制在25 350C，中和至pH值7，再加入Ikg的甲基丙烯酰胺，充分搅拌至完全溶解，然后装入PE塑料袋中，先将其置于波长为365nm,照度为4000μ w/cm2的紫外光源下,照射60min,料液发生聚合反应成弹性凝胶，将紫外光聚合后的弹性凝胶再置于辐射剂量率为7kGy/h的Y射线核辐射装置中辐照，使辐照剂量达到lOkGy。然后弹性凝胶经破碎、干燥、粉碎、筛分后再用表面处理剂进行表面处理，得到吸收倍率高，吸收速度快，流动性好，抗盐吸收能力强，通液性能优良的白色粉末状闻吸水树脂广品。所得的产品通过以下检测方法进行检测:1.吸去离子水倍数测定称取Ig试样(精确至0.(Hg)。置于2000mL烧杯中，加入1500mL去离子水，放置60min，使试样充分吸水膨胀。然后移入已知质量的标准试验筛(孔径0.125mm)中，自然过滤lOmin。将试验筛倾斜放置，再自然过滤lOmin。称量试验筛和凝胶试样总质量。2.吸0.9% Nacl溶液倍数测定称取Ig试样(精确至0.0lg)。置于500mL烧杯中，加入200mL0.9% Nacl水溶液，放置60min，使试样充分吸水膨胀。然后移入已知质量的标准试验筛(孔径0.125mm)中，自然过滤lOmin。将试验筛倾斜放置，再自然过滤lOmin。称量试验筛和凝胶试样总质量。结果表述为:
权利要求
1.紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于包括以下步骤: O将丙烯酸单体用碱溶液中和至60% 90%的中和度后，加入占丙烯酸单体质量0.2% 40%的功能性单体，配制成总单体质量百分比浓度为30% 60%的中和溶液并将其装入透明反应容器中； 2)将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液发生聚合反应生成弹性凝胶； 3)将步骤2)得到的弹性凝胶置于辐射剂量率为0.3 10kGy/h的、射线核辐射装置中，利用输送系统动态辐照，使辐照剂量达到3 20kGy ； 4)将步骤3)所得的弹性凝胶破碎、干燥、粉碎、筛分后再用表面处理剂进行分散性、渗透性表面处理后，即得吸水树脂。
2.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤I)中，所述碱溶液选自氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。
3.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤I)中，所述功能性单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种。
4.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤I)中，所述中和的温度控制在10 35°C。
5.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤2)中，所述将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射的条件为:将装入透明反应容器的中和溶液置于波长为2`00 400nm，照度为200 20000 μ w/cm2的紫外光源下，照射60 300min。
6.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤3)中，所述Y射线核辐射装置采用钴60辐射源装置，或其他能够产生Y射线的放射性核素的辐射源装置。
7.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤4)中，所述粉碎的要求为粉碎至30 120目。
8.如权利要求1所述紫外光和Y射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，其特征在于在步骤4)中，所述分散性、渗透性表面处理的条件为:表面处理剂采用聚乙二醇双丙烯酸酯、环氧氯丙烷、N-羟甲基丙烯酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、丁二醇、丙三醇、氯化铝、硅酸钠、滑石粉、沸石粉中的至少一种。
全文摘要
紫外光和γ射线辐射电离技术制备吸水树脂的方法，涉及一种吸水树脂的制备方法。1)将丙烯酸单体用碱溶液中和至60%～90%的中和度后，加入占丙烯酸单体质量0.2%～40%的功能性单体，配制成总单体质量百分比浓度为30%～60%的中和溶液并将其装入透明反应容器中；2)将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液发生聚合反应生成弹性凝胶；3)将步骤2)得到的弹性凝胶置于辐射剂量率为0.3～10kGy/h的γ射线核辐射装置中，利用输送系统动态辐照，使辐照剂量达到3～20kGy；4)将步骤3)所得的弹性凝胶破碎、干燥、粉碎、筛分后再用表面处理剂进行分散性、渗透性表面处理后，即得吸水树脂。
文档编号C08F220/06GK103224630SQ20131018257
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月16日 优先权日2013年5月16日
发明者史学明 申请人:史学明