专利名称：一种合成柿单宁溶液-丙烯酸系高分子吸水树脂的方法
技术领域：
本发明涉及材料领域，特别是一种合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法。
背景技术：
在已有技术中，丙烯酸系高分子吸水树脂的合成方法主要采用溶液聚合，反相悬浮聚合 等方法。溶液聚合操作简单，无环境污染，缺点是反应所产生的热量难以散发，传统的反相 悬浮聚合法使用的表面活性剂很少， 一般用作悬浮剂，使合成的高分子吸水树脂粘度太高， 吸水后分子链不能分散，呈团状集聚体(见图l)，由此带来的后果是往往难以在通常的反应 器中进行，后处理非常困难，达不到高分子吸水树脂的分子链呈纳米程度分散的特定要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种容易操作的合成柿 单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，该方法合成的产物吸水率高，能够在水溶液中 呈纳米尺度的均匀分散状态，因此它适合作吸水剂、重金属捕集剂、防冻液辅助材料、高凝 固一溶化潜热的储能溶液材料等，具有广泛的工业用途。
本发明采用以下歩骤的方法合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂，具体是
(1) 称料
按重量份计，各反应物的配比为正己烷20 200份，柿单宁溶液1 12份，阴离子表
面活性剂O. 5 100份，N， N' —亚甲基双丙烯酰胺0.01 0.5份，过硫酸铵O. 01 1份，丙 烯酸10 50份，氢氧化钠3 10份，水8 20份；
(2) 合成
将称取的反应物加入反应釜内，在通入氮气和搅拌下进行反应，然后在常压下使反应釜
内逐步升温到60 7(TC进行反应；整个反应时间是1 4小时；
(3) 反应结束后，使反应釜降至室温，再放出反应溶液；
(4) 用甩干机分离反应溶液将甩干的反应物料干燥后即为成品，而分离出的未反应物
留作以后使用。
本发明与现有技术相比，具有以下的主要优点
本发明合成工艺流程简单，能有效的控制合成温度，不仅聚合速度快，不引起环境污染， 生产安全系数高，生产成本低，而且合成中增大使用的表面活性剂量后所合成的柿单宁溶液 一丙烯酸系高分子吸水树脂具有分子量大，由于含有大量的表面活性剂，表面活性剂与所述 高分子吸水树脂的分子链成互穿网络结构，当树脂吸水后高分子链与表面活性剂的分子链相 互作用，使树脂分子链迅速在水溶液中分散，在搅拌工具的作用下，可在水溶液中均匀分散，
分子链的长度为数纳米，从而提高了吸水率，吸水率为吸收自身重量的800倍以上。
本发明合成的柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂，可作为在工业、农业、日用品、 医疗卫生等方面具有广泛用途，特别适合作吸水剂、重金属捕集剂、防冻液辅助材料、高凝 固一溶化潜热的储能溶液材料等使用。
图1是传统的反相悬浮聚合法合成的高分子吸水剂吸水后的透射电子显微镜照片。 图2是本发明合成的高分子吸水剂吸水后的透射电子显微镜照片。
具体实施例方式
本发明在传统的反相悬浮聚合方法的基础上，采用大幅度提高表面活性剂的用量方法来 合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂。具体是在带夹套的反应釜中放入正已烷，然
后再加入中和的丙烯酸钠水溶液，交联剂、引发剂、柿单宁溶液参与反应。由以下步骤实现
(1) 称料
按重量份计，各反应物的配比为按重量份计，各反应物的配比为正己烷20 200份，
柿单宁溶液1 12份，阴离子表面活性剂0.5 100份，N，N' —亚甲基双丙烯酰胺0.01 0.5份，过硫酸铵0.01 1份，丙烯酸10 50份，氢氧化钠3 10份，水8 20份；
(2) 合成
将称取的反应物加入反应釜内，在通入氮气和搅拌下进行反应，然后在常压下使反应釜
内逐步升温到60 70'C进行反应；整个反应时间是1 4小时；
(3) 反应结束后，使反应釜夹套内通冷却水降温到室温，再放出反应溶液；
(4) 用甩干机分离反应溶液使用甩干机把正已垸等未反应物分离出，可重复使用。将
甩干机的反应物料干燥后，即为本发明柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂成品，该树脂
为褐胶状物质物质，其吸水率可达到吸收自身重量的800 1000倍，在水溶液中分散时，该 树脂的分子链的长度为数纳米(见图2)，例如1 9纳米。
在上述歩骤(2)所述的合成过程中，其方法可以是先将正已垸、柿单宁溶液、硫酸酯
型表面活性剂、N， N'亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入反应釜内，使这些物料在反应釜 内通入氮气15 30分钟和开动搅拌机保持在450转/分进行反应10 30分钟，然后加入由丙 烯酸、氢氧化钠和水构成的丙烯酸钠水溶液，并且在搅拌机保持400转/分，反应釜升温到 60'C保持0.15小时和升温到70'C保持1小时进行反应。
上述阴离子表面活性剂可以选用肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐(简称AES，分子式为 R-0(CH2CH20)nSO:,Na);还可以选用其它类似的表面活性剂，如垸基苯磺酸盐(LAS)、烷基 磺酸盐(SAS)、 a—烯基磺酸盐(AOS)、脂肪醇硫酸酯盐中的一种，或其任意配比的混合物。
本发明采用的柿单宁溶液，其特性是柿果汁经过发酵而成(见十四世纪出版的《农桑 衣食摘要》)，有特殊的臭味，含有柿单宁(含有量3 5%)，同空气接触后，变为茶色，容 易形成皮膜。有防水、防虫、防腐剂的效果。红褐色液体，沸点IO(TC，蒸气压与水相同， 融点为-2'C。易溶于水和乙醇等。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。 实施例1
在小型搪玻璃釜中加入2.6立升正己烷，柿单宁溶液5 kg，硫酸酯型表面活性剂0.5立升， N,N亚甲基双丙烯酰胺20g，过硫酸铵37g，在反应釜内通入氮气通气时间15 30分钟，开 动搅拌机保持在450转/分10 30分，加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸13kg,氢氧化钠5kg，水 15 kg)然后保持在400转/分，升温到6(TC保持1小时，升温到7(TC保持3小时，反应结束 后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温，放出反应物料。使用甩干机把正己垸等未反应物分 离出，其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品，得到的制品为褐胶状物质 物质，其吸水率可达到吸收自身重量的900倍以上。
实施例2
在小型搪玻璃釜中加入3.2立升正已垸，柿单宁溶液10kg，硫酸酯型表面活性剂1.25立 升，N,N亚甲基双丙烯酰胺40g，过硫酸铵26g,在反应釜内通入氮气通气时间15~30分钟， 开动搅拌机保持在450转/分10 30分，加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸13 kg,氢氧化钠5 kg， 水15 kg)然后保持在400转/分，升温到60'C保持0.15小时，升温到7(TC保持1小时，反应 结束后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温，放出反应物料。使用甩干机把正己垸等未反应 物分离出，其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品，得到的制品为褐胶状 物质物质，其吸水率可达到吸收自身重量的850倍以上。
实施例3
在小型搪玻璃釜中加入3.8立升正已烷，柿单宁溶液llkg，硫酸酯型表面活性剂1.5立 升，N,N亚甲基双丙烯酰胺7g，过硫酸铵26g，在反应釜内通入氮气通气时间15 30分钟， 开动搅拌机保持在450转/分10 30分，加入丙烯酸钠水溶液(丙烯酸13kg,氢氧化钠5kg， 水15kg)然后保持在400转/分，升温到60'C保持0.15小时，升温到70'C保持1小时，反应 结束后。反应釜夹套内通冷却水降温到室温，放出反应物料。使用甩干机把正己垸等未反应 物分离出，其分离物可重复使用。将甩干的反应物料干燥后即为成品，得到的制品为乳褐胶 状物质物质，其吸水率可达到吸收自身重量的800倍以上。
权利要求
1.一种合成柿单宁溶液-丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，其特征是采用以下步骤的方法合成柿单宁溶液-丙烯酸系高分子吸水树脂，具体是(1)称料按重量份计，各反应物的配比为正己烷20～200份，柿单宁溶液1～12份，阴离子表面活性剂0.5～100份，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01～0.5份，过硫酸铵0.01～1份，丙烯酸10～50份，氢氧化钠3～10份，水8～20份；(2)合成将称取的反应物加入反应釜内，在通入氮气和搅拌下进行反应，然后在常压下使反应釜内逐步升温到60～70℃进行反应；整个反应时间是1～4小时；(3)反应结束后，使反应釜降至室温，再放出反应溶液；(4)用甩干机分离反应溶液将甩干的反应物料干燥后即为成品，而分离出的未反应物留作以后使用。
2. 根据权利要求1所述的合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，其特征是 在合成过程中，先将正己垸、柿单宁溶液、阴离子表面活性剂、N， N'亚甲基双丙烯酰胺和 过硫酸铵加入反应釜内，使这些物料在反应釜内通入氮气15 30分钟和开动搅拌机保持在 450转/分进行反应10 30分钟，然后加入由丙烯酸、氢氧化钠和水构成的丙烯酸钠水溶液， 并且在搅拌机保持400转/分，反应釜升温到6(TC保持0.15小时和升温到7(TC保持1小时进 行反应。
3. 根据权利要求1所述的合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，其特征是 阴离子表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、a—烯基磺 酸盐、脂肪醇硫酸酯盐。
4. 根据权利要求1所述的合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，其特征是 得到的柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂为褐胶状物质物质，其吸水率至少为吸收自身 800倍的重量。
5. 根据权利要求1所述的合成柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，其特征是 柿单宁溶液一丙烯酸系高分子吸水树脂在水溶液中分散时，该树脂的分子链的长度为1 9纳 米。
全文摘要
本发明公开了一种合成柿单宁溶液—丙烯酸系高分子吸水树脂的方法，即采用反相悬浮聚合法，在带夹套的反应釜中放入正己烷，然后再加入中和的丙烯酸钠水溶液，交联剂、引发剂、柿单宁溶液参与反应，具体步骤包括称料、合成、放出反应溶液和用甩干机分离反应溶液。本发明工艺流程简单，能有效的控制合成温度，不仅聚合速度快，不引起环境污染，生产安全系数高，生产成本低，而且合成中增大使用的表面活性剂量后所合成的柿单宁溶液—丙烯酸系高分子吸水树脂具有分子量大，吸水率高，可作为在工业、农业、日用品、医疗卫生等方面具有广泛用途，特别适合作吸水剂、重金属捕集剂、防冻液辅助材料、高凝固—溶化潜热的储能溶液材料等使用。
文档编号C08F6/00GK101096395SQ20071005258
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者涛 万, 张联盟, 勇 王, 雷 邓, 邢凯华 申请人:武汉理工大学