[发明专利]磁性膨胀吸附复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属功能高分子材料和功能复合材料技术领域，尤其涉及一种磁性膨胀吸附复合材料及其制备方法。

背景技术

吸附树脂和溶胀树脂均属功能高分子材料。近年的发展证明水凝胶溶胀材料对金属离子如重金属离子等具有选择性超强吸附能力和超大吸附容量，所以，水凝胶溶胀材料又成为溶胀吸附材料。中国专利申请号201010284643和200710072462专利申请公开了以水凝胶为模板，以Ｆｅ（Ⅲ）、Ｆｅ（Ⅱ）为原料制备四氧化三铁纳米粒子的方法。显然这种方法是通过吸附铁离子后发生化学反应来制备磁性粒子，而非磁性水凝胶，且存在分子内吸附基团被铁饱和、吸附量不大的限制，难以对水凝胶磁性强弱进行大幅调整，制备操作复杂，条件难以控制，将其用于富集和分离金属离子的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨胀度高，吸附能力强的磁性膨胀吸附复合材料及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种磁性膨胀吸附复合材料，它由包含重量份分别为大于零且小于等于50份的磁性粉体、1.0～30.0份的非金属矿物粉体、30.0～100.0份的水溶性乙烯类不饱和单体、及0.1～2.0份的交联剂通过聚合反应复合而成。

上述方案中，所述磁性粉体选自铁磁性矿物或通过加工后成为磁性矿物的物质或将铁离子吸附于水凝胶中，原位制备的粉状磁性物质，所述磁性粉体的平均粒径为0.1～150μm。

上述方案中，所述磁性粉体的平均粒径为1.0-100μm。

上述方案中，所述非金属矿物粉体选自平均粒径为1.0～150μm的硅酸盐矿物粉体，所述硅酸盐矿物选自沸石、硅藻土、膨润土、凹凸棒土、或高岭土中的任意一种。

上述方案中，所述水溶性乙烯类不饱和单体的重量份为40.0～70.0份。

上述方案中，所述水溶性乙烯类不饱和单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酰胺，或丙烯酸中的一种或者任意两种上的混合，混合时以任意比例混合。

上述方案中，所述交联剂包括每分子至少含二个可聚合的不饱和基团，所述交联剂为N,N’－亚甲基双丙烯酰胺。

一种制备磁性膨胀吸附复合材料的方法，它包括以下步骤：

1）将重量份分别为大于零且小于等于50份的磁性粉体、1.0～30.0份的非金属矿物粉体、30.0～100.0份的水溶性乙烯类不饱和单体、0.1～2.0份的交联剂、0.05～10.0份的引发剂、以及水混合，得到混合物料，其中，水与水溶性乙烯类不饱和单体混合得到水溶性乙烯类不饱和单体的水溶液，水溶性乙烯类不饱和单体的水溶液的质量百分浓度为15%～40%，将所述混合物料进行分散；

2）使上述分散后的混合物料于10～80℃加热1～3小时，再升高温度至70～90℃反应1～5小时进行熟化，得到胶状聚合产物；

3）将上述胶状聚合产物切碎、干燥、粉碎后得粒状或粉状的磁性膨胀吸附复合材料。

一种制备磁性膨胀吸附复合材料的方法，它包括以下步骤：

1）将重量份分别为大于零且小于等于50份的磁性粉体、1.0～30.0份的非金属矿物粉体、30.0～100.0份的水溶性乙烯类不饱和单体、0.1～2.0份的交联剂、0.05～10.0份的引发剂、以及水混合，得到混合物料，其中，水与水溶性乙烯类不饱和单体混合得到水溶性乙烯类不饱和单体的水溶液，水溶性乙烯类不饱和单体的水溶液的质量百分浓度为15%～30%；

2）在10～80℃将所述混合物料进行分散，得到水相混合物；

3）将悬浮分散剂分散于非极性溶剂中，所述悬浮分散剂的质量百分浓度为0.1%～10%，然后除氧，形成油相；

4）将步骤2）得到的水相混合物滴加到上述油相中，搅拌，在10～80℃下反应2～7小时；

5）将上述反应产物过滤、洗涤、干燥即得所述磁性膨胀吸附复合材料。

上述方案中，所述引发剂为水溶性自由基聚合引发剂或水溶性氧化还原引发剂，所述水溶性自由基聚合引发剂包括过硫酸盐。

一种制备磁性膨胀吸附复合材料的方法，其特征在于，它包括以下步骤：