[发明专利]一种耐盐性高吸水性树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐盐性高吸水性树脂，属于功能性高分子材料领域。

背景技术

高吸水树脂是一类近年来迅速发展的新型功能高分子材料。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度的网状高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性。因此被广泛地应用到农业、林业、园艺等的土壤改良剂、卫生用品材料、工业用脱水剂、保鲜剂、防雾剂、医用材料、水凝胶材料等。

目前的高吸水性树脂产品，主要通过丙烯酸部分中和后聚合并交联获得。但聚丙烯酸类高吸水性树脂遇盐水后，由于树脂网络内外渗透压差的迅速降低，其吸盐水性迅速降低，通常情况下吸0.9％NaCl溶液的量只能达到60克/克甚至更低。因此常规的聚丙烯酸类高吸水性树脂的耐盐性很差。而在实际应用中高吸水树脂所吸收的液体大多是电解质溶液，如尿液、血液以及农林用的肥料水等。因此提高高吸水性树脂的耐盐性具有十分重要的实际意义。

为了提高高吸水性树脂的耐盐性，通常采用非离子型亲水性单体、耐盐性单体等与丙烯酸钠共聚，制备含有羟基、酰胺基等非离子性亲水基团，以及磺酸基、磷酸基等强亲水基团的高吸水性树脂。如专利CN201210579908.3报道了一种通过含羧基的乙烯基单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸等，与非离子性乙烯基单体，如丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺等，以及强亲水性乙烯基单体，如乙烯基磺酸、烯丙基磷酸等，的共聚反应，并适度交联，制备耐盐性高吸水性树脂的方法。专利CN201110206324.7报道了一种通过丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和阳离子单体共聚并适度交联，制备耐盐性四元共聚高吸水性树脂的方法。

但随着非离子型共聚单体的引入，由于其与丙烯酸及碱性中和的丙烯酸盐聚合活性的差异，造成产物中两种结构单元无法按照配比分布，产物的结构分布难以控制；此外，由于聚合过程与交联过程同时进行，交联反应影响聚合反应，聚合过程放热量大，聚合物流动性差，难以搅拌，难以获得较高的聚合物分子量。上述因素造成了所制备的高吸水性树脂的吸水性能难以控制，提高树脂耐盐性的效果不明显，不同批次制备的高吸水性树脂的性能均一稳定性差。

基于现有问题的存在，本发明设计了一种新的制备耐盐性高吸水性树脂的方法，有助于显著改善高吸水性树脂的制备工艺，降低能耗，提高产物结构的可靠性、稳定性及耐盐性。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统耐盐性高吸水性树脂存在产物结构分布难以控制、难以获得较高的聚合物分子量等缺点，而提供一种耐盐性高吸水性树脂及其制备方法。本发明将线性聚丙烯酸钠，非离子性的聚合物，强亲水性单体的聚合物在水中溶解配置成混合溶液后，在乳液液滴中内凝胶；内凝胶过程中加入交联剂以形成网络结构，加入钠盐以提高吸水时网络内外的渗透压差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种耐盐性高吸水性树脂，其制备方法如下：

1)按含羧基聚合物：20％～60％、非离子性聚合物：10％～50％和强亲水性聚合物：10％～50％的质量百分比关系，将上述三种聚合物共同溶解在水中，在搅拌作用下使其完全溶解，得到混合溶液A，混合溶液A中三种聚合物在水中的总质量浓度为0.5％～30％；

2)将交联剂和钠盐溶于水中得到混合溶液B，混合溶液B中交联剂质量浓度为0.01％～50％，钠盐质量浓度为0.01％～30％；将步骤1)得到混合溶液A与混合溶液B按照1:1～50:1的质量比混合后加入油相中，混合溶液A和混合溶液B的总质量与油相的质量比为1:19～2:1，同时向反应体系内加入占油相质量0.01％～20％的乳化剂，在30～90℃下以5转/分钟～1000转/分钟的转速搅拌反应0.5～12小时；

3)最后向反应体系中加入沉淀剂，沉淀产物，过滤，并用沉淀剂洗涤过滤产物，再次过滤后干燥，获得最终产物。

所述的含羧基聚合物为以下的一种或多种按任意比例混合：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚天冬氨酸、透明质酸，聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚乙基丙烯酸盐、聚谷氨酸盐、聚赖氨酸盐、聚天冬氨酸盐、透明质酸盐，上述聚合物的盐优选为其钠盐、钾盐或铵盐。

所述非离子性聚合物为聚丙烯腈、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚N-乙烯基己内酰胺、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸-2-羟基乙烯酯、聚乙烯醇中的一种或多种按任意比例混合。