专利名称：膨胀蛭石/聚丙烯酸钾－丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高吸水性复合材料的制备方法，属于新材料技术及新制备工艺技术领域。
背景技术：
高吸水性复合材料是20世纪80年代开发的一种含有强亲水性基团的轻度交联的水溶胀性高聚物，它不但能吸收自重几百到几千倍蒸馏水或几十倍生理盐水，而且在加压情况下吸附的水也不容易释放，是一种具有良好开发应用前景的新型功能材料。
目前，高吸水性复合材料的制备方法以溶液法、反相悬浮法和乳液聚合法为主。溶液法具有实施简单、体系纯净、交联结构均匀且不存在有机溶剂的使用及回收等优点；但也存在如反应过程中粘度大，反应热难以排出，设备利用率和生产能力低，后处理困难等不足。反相悬浮法具有反应散热快，控温容易，产品分子量高，后处理简单等特点；但反应中容易结块、粘壁，且存在有机溶剂的使用、回收及污染等问题。乳液聚合法具有聚合速率快，产物分子量高等特点，但也存在例如反相悬浮法的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本较低，吸水和保水性能良好的膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制造方法。
本发明可以按照下述技术方案实现第一步，丙烯酸单体和丙烯酰胺单体的纯化采用市场上购买的工业纯丙烯酸单体和丙烯酰胺单体，经提纯除去阻聚剂。
第二步，丙烯酸钾的制备按丙烯酸∶丙烯酰胺∶水的质量比为3.5～4.5∶1∶3.5～5，在水中混合丙烯酸单体和丙烯酰胺单体，形成单体混合溶液；在搅拌条件下向单体混合溶液中加入氢氧化钾溶液，氢氧化钾与丙烯酸的摩尔比为70％～80％，使中和反应进行完全。
第三步，膨胀蛭石粉体的加入在一定的搅拌速度下，加入丙烯酸单体重量45％～50％的膨胀蛭石粉体于中和后的单体混合溶液中，充分浸润，分散。
第四步，接枝共聚加入丙烯酸重量的0.06％～0.10％的交联剂、丙烯酸重量的1.1％～1.3％的引发剂，控制反应温度在70℃～80℃，在搅拌条件下让聚合反应进行完全，形成含水量较高的半产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。
第五步，半产品经洗涤，干燥，粉碎后得到最终产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。
上述交联剂为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺。
上述引发剂为过硫酸钾。
采用上述方案后，本发明膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法，膨胀蛭石粉体具有表面羟基、可交换性阳离子和特殊的化学结构，通过与聚丙烯酸钾-丙烯酰胺的接枝共聚形成一种新型复合材料，不仅可以改善聚丙烯酸钾-丙烯酰胺的网络结构和吸水性基团，提高材料的性能，而且可以降低生产成本。具有更好的开发前景。
具体实施例方式
第一，采用工业纯丙烯酸单体和丙烯酰胺单体的纯化，经真空减压蒸馏或吸附提纯除去阻聚剂。
第二，按丙烯酸丙烯酰胺∶水的质量比为4∶1∶4.2。在水中混合丙烯酸单体和丙烯酰胺单体，形成单体混合溶液。在搅拌条件下向单体混合溶液中加入氢氧化钾溶液，氢氧化钾与丙烯酸的摩尔比为75％，使中和反应进行完全。
第三，在强烈搅拌下，加入丙烯酸单体重量50％的膨胀蛭石粉体于中和后的单体混合溶液中，充分浸润，分散。
第四，加入丙烯酸重量的0.08％的作为交联剂的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸重量的1.2％的作为引发剂的过硫酸钾，控制反应温度在70℃～80℃，在搅拌条件下让聚合反应进行完全，形成含水量较高的半产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。
第五，半产品经洗涤，干燥，粉碎，得到最终产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。
通过上述方法，可获得蛭石掺入量为50％吸水倍数大于700倍的膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料粉体。
权利要求
1.膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法，其特征在于通过下列步骤实现第一步，丙烯酸单体和丙烯酰胺单体的纯化采用市场上购买的工业纯丙烯酸单体和丙烯酰胺单体，经提纯除去阻聚剂。第二步，丙烯酸钾的制备按丙烯酸∶丙烯酰胺∶水的质量比为3.5～4.5∶1∶3.5～5，在水中混合丙烯酸单体和丙烯酰胺单体，形成单体混合溶液；在搅拌条件下向单体混合溶液中加入氢氧化钾溶液，氢氧化钾与丙烯酸的摩尔比为70％～80％，使中和反应进行完全。第三步，膨胀蛭石粉体的加入在一定的搅拌速度下，加入丙烯酸单体重量45％～50％的膨胀蛭石粉体于中和后的单体混合溶液中，充分浸润，分散。第四步，接枝共聚加入丙烯酸重量的0.06％～0.10％、丙烯酸重量的1.1％～1.3％的引发剂，控制反应温度在70℃～80℃，在搅拌条件下让聚合反应进行完全，形成含水量较高的半产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。第五步，半产品经洗涤，干燥，粉碎后得到最终产品膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料。
2.根据权利要求1所述的膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法，其特征在于上述第四步中的交联剂为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的膨胀蛭石/聚丙烯酸钾-丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法，其特征在于上述第四步中的引发剂为过硫酸钾。
全文摘要
本发明公开了一种膨胀蛭石/聚丙烯酸钾－丙烯酰胺高吸水性复合材料的制备方法，是一种以丙烯酸单体、丙烯酰胺单体和膨胀蛭石粉体为基本原料，通过接枝共聚反应制备一种高吸水性复合材料的方法。本发明中膨胀蛭石掺入量达到50％，其吸蒸馏水量可达到850倍。本发明的膨胀蛭石/聚丙烯酸钾－丙烯酰胺高吸水性复合材料的吸水性略低于纯有机树脂聚合物(可达到一般应用要求)，而制造成本明显低于纯有机树脂聚合物，且具有很高的吸水性和保水性，在农林业、植物栽培、土壤改良、食品卫生、土木建筑、石油化工等方面有广泛的应用。
文档编号C08F2/44GK1807501SQ20061003780
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月10日 优先权日2006年1月10日
发明者林建明, 唐群委, 吴季怀, 黄妙良 申请人:华侨大学