[发明专利]一种绿色高吸水性树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高吸水性材料技术领域，具体涉及一种绿色高吸水性树脂，本发明还涉及该绿色高吸水性树脂的制备方法。

背景技术

高吸水树脂(英文Super Absorbent Polymer，简称SAP)是一种新型的功能高分子材料，因具有很强的吸水性和优良的保水性而在农林园艺、沙漠防治、等方面有着广阔的应用前景。研究初期的高吸水树脂主要是丙烯酸盐聚合物，产品为白色或者接近于无色。随着高吸水树脂应用领域的不断拓展，具有不同颜色的高吸水性树脂成为研究开发的热点，五颜六色的高吸水树脂除具有实用价值外，也为其增添了观赏价值。彩色高吸水性树脂目前的主要用途有：养花种草的水晶泥、无土栽培的基质、吸水膨胀的玩具(海洋宝宝)等等。具有不同色彩的高吸水性树脂在使用时，给生活平添了一份色彩，一份乐趣。

目前的彩色高吸水性树脂主要是在高吸水性树脂生产过程中、或者产品中加入不同颜色的染料，使高吸水性树脂呈现不同的颜色。染料可以根据其溶解性简单的分为水溶性染料、脂溶性染料、不溶性染料。

如果加入的染料是水溶性的，那么在使用过程中，当高吸水性树脂吸水以后，水溶性染料就会溶于水，造成彩色高吸水性树脂“掉色”、褪色。

如果染料是不溶性的固体，则会由于染料固体与高吸水树脂两者密度、粒径不同，造成染料固体与高吸水性树脂混合分散不均匀，在使用过程中出现染料固体与高吸水性树脂分层、分离等问题；

所以彩色高吸水性树脂生产过程中使用的染料大部分是不溶于水的脂溶性有机染料。不溶于水的脂溶性有机染料尽管克服了以上两种染料的缺点，但是其自身也存在着诸多问题。

目前市场上销售的高吸水性树脂主要是聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈类高吸水树脂。这些高吸水树脂的合成单体丙烯酸(盐)、丙烯酰胺、丙烯腈以及聚合反应用的引发剂、交联剂一般都是水溶性的，其自由基聚合也多以水为介质，采用水溶液聚合方法生产；即使采用反相乳液聚合等其他聚合方式，其反应实质(在每一个小液滴内)仍然是水溶性单体在水溶液中自由基聚合。而彩色高吸水性树脂生产过程中使用的染料大部分是不溶于水的脂溶性有机染料，这些染料在高吸水性树脂生成过程中，不溶于水，就只能依靠吸附、夹杂等方式存在于高吸水性树脂微粒表面或者微粒之间；即使采取特殊生产工艺，将这些染料以“球心”形式包裹在高吸水性树脂颗粒(或微球)中心，但是高吸水性树脂使用过程中，需要反复吸水膨胀、失水收缩，由于染料颗粒与高吸水性树脂颗粒(或微球)的膨胀系数不一致，也会导致高吸水性树脂颗粒(或微球)变形、破裂、粉碎，将原来包裹在中心的有机染料释放出来。由于这些染料和高吸水性树脂(或微球)之间的结合作用(吸附、夹杂、包裹)很弱，二者并非均相，因此在长期使用过程中，就会出现染料和高吸水性树脂分离现象，造成颜色不均匀。而这些染料不溶于水，在水中会聚集在一起析出，便会造成高吸水性树脂颜色褪去，而染料却聚集在一起。归根到底，问题的根源在于染料与高吸水性树脂之间结合力太弱，两者在分子水平非同相，易分离。

绿色是生命的象征，很多人偏爱绿色，绿色的高吸水树脂可以用作无土栽培的基质，与栽培的绿色花草成为一体，其间点缀红色的鲜花，可以装点环境；绿色的高吸水树脂还可以用作吸水膨胀的小玩具，供小孩玩耍，比如做成吸水膨胀的绿青蛙、绿蚂蚱、或者绿色植物。

目前市售的绿色高吸水树脂都是在高吸水树脂生产过程中、或者产品中添加绿色染料来实现的，这样的绿色高吸水树脂存在也存在着前文所述的种种弊端。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色高吸水性树脂，解决了现有的绿色高吸水性树脂使用过程脱色的问题。

本发明的另一个目的是提供一种绿色高吸水性树脂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种绿色高吸水性树脂，由丙烯酸、功能单体、交联剂、其它组分按照质量比为1:0.01～0.1:0.00001～0.001:0.1～1聚合制得；

功能单体为带有双键的水溶性偶氮染料，其自身为绿色，聚合以后仍然为绿色，其通过共价键结合到高吸水性树脂结构中；

其它组分为丙烯酰胺、丙烯酸钾、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、中的一个或者多个的组合。

本发明的特点还在于，

功能单体具体结构式为：

中的任意一种。

交联剂为N，N'-亚甲基双丙烯酰胺。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种绿色高吸水性树脂的制备方法，具体包括以下步骤：