一种高吸水保水复合材料的制备方法与流程

本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及一种高吸水保水复合材料的制备方法。

背景技术：

高吸水保水复合材料是带有多个亲水基团的低交联度或者部分结晶性的高分子聚合物，具有极高的吸水和保水功能。通常采用淀粉、纤维素天然物质、藻酸盐、蛋白质、壳聚糖等天然化合物衍生物为原料，经过丙烯腈水解物、丙烯酸、聚丙烯腈水解物和聚丙烯酸盐等改性或半改性制备而成。但制备的高吸水保水复合材料存在吸水后凝胶强度不高、实际应用中耐盐性差等缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种吸水后凝胶强度高、耐盐性及降解性好的高吸水保水复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种高吸水保水复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按中和度取适量氢氧化钠溶液于适量的丙烯酸中，搅拌混合均匀后依次加入丙烯酰胺、交联剂，溶解后加入炼油厂催化剂废渣，搅拌均匀后超声得到均匀分布所述废渣的分散相悬浊液；

(2)取适量引发剂于水中溶解后加入上述分散相溶液中，搅拌加热直至反应完成形成凝胶，取出凝胶干燥得到高吸水保水的复合材料。

优选地，所述步骤(1)中，丙烯酰胺采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸替代。

优选地，所述步骤(1)中，交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。

优选地，所述步骤(1)中，氢氧化钠溶液浓度为6mol/l～6.5mol/l；超声时间为4～10min。

优选地，所述引发剂为k2s2o8、nahso3的混合物，所述交联剂为n,n—亚甲基双丙烯酰胺。

与相关技术比较，本发明实施例采用的技术方案带来的有益效果是，本发明实施例的一种高吸水保水复合材料的制备方法，由丙烯酸(aa)、氢氧化钠、引发剂、交联剂、炼油厂催化剂废渣、丙烯酰胺(am)制备而成；采用炼油厂催化剂废渣，不仅有效利用废弃物，降低了复合材料的制备成本，提高了吸水复合材料的凝胶强度和抗盐性，同时降低了炼油厂催化剂废渣的处理难度和成本，提高了环保性。

附图说明

图1是本发明实施例的制备方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例一

参照附图1，本发明实施例还提供了一种高吸水保水复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按中和度取适量氢氧化钠溶液于适量的丙烯酸中，搅拌混合均匀后依次加入丙烯酰胺、交联剂，溶解后加入炼油厂催化剂废渣，搅拌超声得到均匀分布所述废渣的分散相悬浊液；

其中，所述氢氧化钠溶液浓度为6mol/l～6.5mol/l，氢氧化钠的用量按与丙烯酸的中和度确定，在冰水浴中将氢氧化钠溶液逐滴加入丙烯酸中；交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺；超声4～10min；丙烯酰胺可采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸替代，所述丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为6:1；

(2)取适量引发剂于水中溶解后加入上述分散相溶液中，搅拌加热直至反应完成形成凝胶，取出凝胶干燥得到高吸水保水的复合材料。所述引发剂为k2s2o8、nahso3的混合物；在水浴锅中反应，加热温度为70℃。

本发明实施例的高吸水保水复合材料，通过添加廉价的炼油厂催化剂废渣，降低了吸水材料的成本，改善了其综合性能，如凝胶强度及抗盐性；另一方面，增加了矿物/高分子高吸水复合材料的品种，为催化剂厂废渣开辟了一条新的利用途径，实现变废为宝；且制备工艺流程短，操作简单，实用性强，可应用于规模性的商业生产中。作为一种质优价廉的抗旱节水材料，对于提高水资源的利用率，促进植株生长，改造荒漠，实现环境绿化和美化，均具有非常重要的现实意义。

实施例二

本发明的实施例提供了一种高吸水保水复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按中和度85％取6.25mol/l的氢氧化钠溶液于的丙烯酸中，搅拌混合均匀后依次加入丙烯酰胺、交联剂，溶解后加入炼油厂催化剂废渣，搅拌超声5min得到均匀分布所述废渣的分散相悬浊液；

(2)取适量引发剂于水中溶解后加入上述分散相溶液中，搅拌加热70℃直至反应完成形成凝胶，取出凝胶干燥得到废渣/p(aa-am)高吸水保水的复合材料。反应完全形成凝胶后不再有丙烯酰胺的味道散发出，剪成颗粒在真空干燥箱中80℃烘干。所述k2s2o8、nahso3的质量比为6:1。其余同实施例一。

以aa单体用量为基准，炼油厂催化剂废渣用量为20％、交联剂0.01％、am60％、引发剂0.9％。本发明实施例采用的原料的配方如表1所示。

表1本发明实施例采用的原料配比

本发明实施例制备的废渣/p(aa-am)高吸水保水的复合材料吸收蒸馏水、自来水、0.154mol/lnacl溶液的倍率分别为1093.2g.g^-1、323.4g.g^-1、74.4g.g^-1，与相关技术中的保水材料比较，见表2，具有优越的保水性，在自然条件下干燥5天或者70℃高温下干燥4小时，吸水凝胶还可以保持50％的吸水量。同时，材料具有较好的二次吸液能力，可以多次使用。

表2本发明实施例制备的废渣/p(aa-am)高吸水保水的复合材料与其他保水材料的保水性能比较

实施例三

本发明实施例提供了一种高吸水保水复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按中和度80％取6.25mol/l的氢氧化钠溶液于的丙烯酸中，搅拌混合均匀后依次加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、交联剂，溶解后加入炼油厂催化剂废渣，搅拌超声5min得到均匀分布所述废渣的分散相悬浊液；

(2)取适量引发剂于水中溶解后加入上述分散相溶液中，搅拌加热75℃直至反应完成形成凝胶，取出凝胶干燥得到废渣/p(aa-amps)高吸水保水的复合材料。反应完全形成凝胶后不再有丙烯酰胺的味道散发出，剪成颗粒在真空干燥箱中80℃烘干。所述k2s2o8、nahso3的质量比为6:1。其余同实施例一。

以aa单体用量为基准，炼油厂催化剂废渣用量为15％、交联剂0.07％、amps60％、引发剂1.0％。本发明实施例采用的原料的配方如表3所示。

表3废渣/p(aa-amps)高吸水保水复合材料的最佳配方

本发明实施例制备的废渣/p(aa-amps)高吸水保水复合材料吸蒸馏水、自来水、0.154mol/lnacl溶液的倍率分别为1695.11g.g^-1、330.26g.g^-1、82.21g.g^-1。在自然条件下放置5天仍能保持45％的吸水量，在70℃高温下干燥9小时仍能保持30％的吸水量，表明复合材料具有良好的保水性能。同时，材料具有较好的二次吸液能力，可以多次使用。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。