[发明专利]以羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉为原料制备双母体含氮高吸水树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高吸水树脂及其制备方法，尤其是涉及一种以羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉为原料制备双母体含氮高吸水树脂的方法，产品主要适用于农林业、园艺及荒漠化防治等领域。

背景技术

高吸水树脂(Super Absorbent Polymer简称SAP)是一种具有优异的吸水性和保水性的新型功能高分子材料，能吸收自身重量几百倍或数千倍的水而溶胀呈凝胶状，在一定范围的压力下水也不会析出，吸水后的树脂凝胶物干燥后可以重新恢复其吸水性能，因而在许多领域都有重要的应用。如在医药卫生方面应用于婴儿纸尿布、妇女卫生巾、药物缓释材料等，在工业及建筑业作为油水分离剂、干燥剂、脱臭剂、电缆及隧道建筑的阻水防水等，在农业上用作土壤改良、沙漠绿化、无土栽培介质、抗旱保水、农药化肥缓释、食品及水果保鲜材料等。高吸水性树脂以其优越性能，在众多领域，尤其是在农、林、园艺和医用卫生等方面已成为不可缺少的功能材料。高吸水树脂的诞生，使沙漠变绿洲成为现实。

随着高吸水树脂的应用领域不断扩展，普通的高吸水树脂在性能上已不能满足应用要求，开发和研究能够满足特定性能要求的高吸水树脂已成为当今热点。特别是在农、林及园艺方面的应用，迫切需要研制更加实用的多功能型高吸水树脂，如含有植物生长营养元素、植物生长调节剂、缓释肥料等新型高吸水树脂。

发明内容

本发明的目的是制备一种适合农业、林业、园艺及荒漠化防治等领域应用的高吸水树脂产品。

本发明提供了一种以羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉为原料制备双母体含氮高吸水树脂的方法，该方法是以羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉为母体接枝共聚丙烯酸及其钠盐、丙烯酰胺得到双母体含氮高吸水树脂。

本发明的技术方案如下：在冰水浴冷却及搅拌下，用氢氧化钠溶液中和除去阻聚剂的丙烯酸，得到丙烯酸及其钠盐溶液，然后与丙烯酰胺溶液、羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉混合，搅拌0.5-1.0h，使反应物混合均匀，最后加入引发剂过硫酸盐和交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺溶液，室温下搅拌0.5-1.0h，其中羧甲基淀粉与磷酸酯淀粉、丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠、过硫酸盐、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、总去离子水的质量比为1∶0.05-20.00∶2-14∶6.00-23.33∶1.00-3.89∶0.0333-0.0567∶0.0020-0.0067∶33.33-53.33，之后通入氮气并在水浴中缓慢加热，使其在60-80℃下反应1h，继续升温，再在沸水浴中保温1-2h，停止通氮气，冷却至室温，将产品取出，烘干，粉碎，过筛，即得丙烯酸的中和度是30％-80％的双母体含氮高吸水树脂，所得产品的吸水倍率为920-1715倍。

上述技术方案中所述的羧甲基淀粉是羧甲基马铃薯淀粉、羧甲基玉米淀粉、和羧甲基木薯淀粉，磷酸酯淀粉是磷酸酯马铃薯淀粉、磷酸酯玉米淀粉和磷酸酯木薯淀粉，优选羧甲基马铃薯淀粉和磷酸酯马铃薯淀粉。

方案中所述的丙烯酸的中和度是30％-80％，其可以是30％，40％，50％，60％，70％，80％，优选40％-60％。

方案中所述的引发剂过硫酸盐优选过硫酸钾、过硫酸铵。

方案中所述的引发剂过硫酸盐的用量为羧甲基淀粉质量的3.33％-5.67％，优选4.00％-5.00％。

方案中所述的交联剂N，N′-亚甲基双丙烯酰胺的用量为羧甲基淀粉质量的0.20％-0.67％，优选0.25％-0.47％。

方案中所述的总去离子水为溶解氢氧化钠、丙烯酰胺和N，N′-亚甲基双丙烯酰胺所用的去离子水总量。

本发明的优点如下：

(1)本发明所用的羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉，遇冷水即可溶胀，省略了传统工艺使用淀粉时热糊化工序，大大简化了生产工艺，缩短了生产时间。

(2)本发明所制备的产品既含植物生长所需的氮元素，又含磷元素，对植物生长有一定的促进作用。

(3)本发明所制备的产品容易降解，对环境无污染。

(4)本发明采用水溶液聚合法生产，合成工艺简单，能耗低，无三废产生，更有利于产业化生产。

附图说明

图1是产品的制备工艺流程图

图2是磷酸酯马铃薯淀粉与羧甲基马铃薯淀粉的质量比对高吸水树脂吸水倍数的影响曲线

图3是丙烯酸与丙烯酰胺的质量比对高吸水树脂吸水倍数的影响曲线

图4是单体(丙烯酸和丙烯酰胺)与母体(羧甲基马铃薯淀粉和磷酸酯马铃薯淀粉)的质量比对高吸水树脂吸水倍数的影响曲线

图5是丙烯酸的中和度对高吸水树脂吸水倍数的影响曲线