CN111333784B - 一种高吸水保水树脂的制备方法 - Google Patents

一种高吸水保水树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高吸水保水树脂的制备方法，包括如下具体步骤：将聚乙二醇2000、亚磷酸、二月桂酸二丁基锡、六亚甲基二异氰酸酯和丙烯酸‑2‑羟乙酯制作得到含磷的聚氨酯表面活性剂；并将其运用到中和度达到95％的丙烯酸和丙烯酰胺聚合体系，搅拌均匀后得到高吸水保水树脂。本发明将含磷的聚氨酯表面活性剂运用到树脂生产中，通过含磷的聚氨酯表面活性剂中的磷连接到分子链的中间，再运用到树脂中提高其分子强度，进而提高树脂的吸水保水率和使用次数，在苗木种植中使用有效加强防止苗木的水土流失，提高其存活率，并且节约后期浇灌维护成本和人工投入。

Description

一种高吸水保水树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及树脂领域，具体涉及一种高吸水保水树脂的制备方法。
背景技术
在经济高速发展的过程中，伴随着道路的大规模建设，同时也带来了道路建设工程对生态环境的破坏。为了修复道路线形对生态***的割裂、道路工程施工对环境的破坏、道路交通对环境的影响，人们长期不懈地研究实践道路绿化理论、技术和方法。道路绿化通过种植花草树木可有效的改善交通环境，其可达到诱导视线、遮光防眩、缓冲效果、协调美化、指路标记、保护环境等众多作用。
道路绿化很大一部分是苗木种植，其需要充足连续的水分保证其生长，但是在浇灌时绝大部分水因蒸发而流失，导致苗木缺水死亡。为了防止水分流失和保证苗木的存活，一则要增加浇灌次数，但这却耗时耗力，浪费水资源，增加维护成本；二则可在苗木种植的土壤中添加吸水保水的树脂，以增加水份的贮藏量和减轻水分蒸发的速度，并且能在减少浇灌次数的情况下确保苗木持续滋润，不因缺水而死亡。目前市售树脂的吸水保水效果局限，使用寿命短，促进减少浇灌次数的作用提升不明显，经常需要进行更换以确保效果，增加了成本投入。因此，对于道路绿化、干旱半干旱地区或一些水土流失快、风化快的地区，这就需要具有较强保水和吸水效果且使用寿命较长的树脂用于辅助防止苗木的水土流失，提高其存活率，并且节约后期浇灌维护成本和人工投入。本发明就是致力于研究具有高吸水保水且较长使用寿命的树脂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高吸水保水树脂的制备方法，其制备方法可制作生产出具有高效的吸水和保水效果，并且使用寿命显著提高的树脂。
一种高吸水保水树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)将制备好的含磷聚氨酯表面活性剂降温到38～42℃，并在8000rpm的条件下快速搅拌进行分散；
(2)在步骤(1)中加入质量份数90～110份丙烯酸和70～90份丙烯酰胺聚合体系，并在8000rpm的条件下搅拌均匀；
(3)搅拌后升温至68～72℃，加入0.5～1.5份的过硫酸钾进行反应，恒温反应100～140min后，粉碎得到吸水保水树脂。
所述丙烯酸和丙烯酰胺聚合体系是由中和度达到95％～98％的丙烯酸和丙烯酰胺经过混合得到。
所述含磷的聚氨酯表面活性剂是由下述各组分按质量份数混合反应制成：10～20份的聚乙二醇2000、0.5～2份的亚磷酸、0.01～0.1份的二月桂酸二丁基锡、5～10份的六亚甲基二异氰酸酯、10～20份的丙烯酸-2-羟乙酯。
所述含磷的聚氨酯表面活性剂的制作步骤如下：
(1)将聚乙二醇2000、亚磷酸、二月桂酸二丁基锡、六亚甲基二异氰酸酯混合均匀并升温至80～82℃，反应100～140min；
(2)反应体系中加入丙烯酸-2-羟乙酯，继续反应0.5～1.5min，得到含磷的聚氨酯表面活性剂。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明将含磷的聚氨酯表面活性剂运用到树脂生产中，通过含磷的聚氨酯表面活性剂中的磷连接到分子链的中间再运用到树脂中提高分子强度，提高树脂的吸水保水率和使用次数。在苗木种植中使用，有效加强防止苗木的水土流失，提高其存活率，并且节约后期浇灌维护成本和人工投入。
(2)本发明将磷接到聚氨酸表面活性剂的主链上，再接入含羟基的丙烯酸，最后再进一步与丙烯酸、丙烯酰胺等聚合，形成分子链中含有磷的聚氨酯高吸水保水树脂
Figure BDA0002422964830000031
在吸水保水树脂分子的主链上接入了磷元素，使磷元素成为吸水保水树脂主链上的链接点，磷的引入提高了树脂的阻垢缓蚀作用，提高了吸水树脂的吸水保水性能和重复使用性能。
附图说明
图1为不同温度条件下添加含磷与不含磷的的聚氨酯表面活性剂的树脂的保水率曲线图。
图2为不同吸水次数下添加含磷与不含磷的的聚氨酯表面活性剂的树脂的吸液率曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种高吸水保水树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)将按质量份数10份的聚乙二醇2000、0.5份的亚磷酸、0.01份的二月桂酸二丁基锡、5份的六亚甲基二异氰酸酯混合均匀并升温至80℃反应100min；
(2)反应体系中加入10份的丙烯酸-2-羟乙酯，继续反应0.5min，得到含磷的聚氨酯表面活性剂；
(3)将上述制备好的含磷聚氨酯表面活性剂降温到低于38℃，并在8000rpm的条件下快速搅拌进行分散；
(4)在步骤(3)中加入由中和度达到95％的90份丙烯酸和70份丙烯酰胺混合得到的聚合体系，并在8000rpm的条件下搅拌均匀；
(5)搅拌后升温至68℃，加入0.5份的过硫酸钾进行反应，恒温反应100min后，粉碎得到吸水保水树脂。
实施例2
一种高吸水保水树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)将按质量份数15份的聚乙二醇2000、1份的亚磷酸、0.01份的二月桂酸二丁基锡、7.5份的六亚甲基二异氰酸酯混合均匀并升温至80℃反应120min；
(2)反应体系中加入15份的丙烯酸-2-羟乙酯，继续反应1min，得到含磷的聚氨酯表面活性剂；
(3)将上述制备好的含磷聚氨酯表面活性剂降温到低于40℃，并在8000rpm的条件下快速搅拌进行分散；
(4)在步骤(3)中加入由中和度达到95％的100份丙烯酸和80份丙烯酰胺混合得到的聚合体系，并在8000rpm的条件下搅拌均匀；
(5)搅拌后升温至70℃，加入1份的过硫酸钾进行反应，恒温反应120min后，粉碎得到吸水保水树脂。
实施例3
一种高吸水保水树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)将按质量份数20份的聚乙二醇2000、2份的亚磷酸、0.05份的二月桂酸二丁基锡、10份的六亚甲基二异氰酸酯混合均匀并升温至82℃反应140min；
(2)反应体系中加入20份的丙烯酸-2-羟乙酯，继续反应1.5min，得到含磷的聚氨酯表面活性剂；
(3)将上述制备好的含磷聚氨酯表面活性剂降温到低于42℃，并在8000rpm的条件下快速搅拌进行分散；
(4)在步骤(3)中加入由中和度达到98％的110份丙烯酸和90份丙烯酰胺混合得到的聚合体系，并在8000rpm的条件下搅拌均匀；
(5)搅拌后升温至72℃，加入1.5份的过硫酸钾进行反应，恒温反应140min后，粉碎得到吸水保水树脂。
主要反应过程
本发明的反应过程分子式如下式1：
式1：
Figure BDA0002422964830000061
本发明将磷接到聚氨酸表面活性剂的主链上，再接入含羟基的丙烯酸，最后再进一步与丙烯酸、丙烯酰胺等聚合，形成分子主链中含有磷的聚氨酯高吸水保水树脂，在吸水保水树脂分子的主链上接入了磷元素，使磷元素成为吸水保水树脂主链上的链接点，增强了树脂的阻垢缓蚀作用，提高了吸水树脂的吸水保水性能和重复使用性能。
实验数据
1.保水性能实验：
将添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂进行保水性能实验。将吸水达饱和状态的树脂，分别置于25℃、30℃、40℃、60℃的鼓风烘箱中干燥，每1h称量一次，记录失水后树脂质量，计算保水率。
由图1可知，在25℃、30℃、40℃、60℃的条件下进行保水性能测试，相同温度条件下添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂的保水率高于未添加磷的聚氨酯树脂，随着时间的延长其差距明显增加。在60℃相同条件下12小时后添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂的含水率仍然保持30％以上，而未添加磷的聚氨酯树脂的保水率已小于25％。
2.重复吸水实验：
将添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂进行重复吸水实验。取一定质量的树脂，浸泡在过量的去离子水中至吸液饱和，测定其吸水率，然后将其放入70℃的鼓风干燥箱中干燥至恒定质量，后再次测定其吸水率，计算每次干燥后吸水率。
由图2可知，在同等条件下进行重复吸水测试，随着吸水次数的增加，添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂的重复吸水率高于未添加磷的聚氨酯树脂，重复吸水次数达到15次时，未添加磷的树脂的重复吸液率已降低至10％以下，而添加含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂的的重复吸液率还保留至60％以上，且其降低的速率也明显低于未添加磷的树脂，由此可见本发明制备的含磷的聚氨酯表面活性剂的树脂具有较好的重复吸液率，从而可延长使用寿命。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高吸水保水树脂的制备方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
(1)将制备好的含磷聚氨酯表面活性剂降温到38～42℃，并在8000rpm的条件下快速搅拌进行分散；所述含磷的聚氨酯表面活性剂是由下述各组分按质量份数混合反应制成：10～20份的聚乙二醇2000、0.5～2份的亚磷酸、0.01～0.1份的二月桂酸二丁基锡、5～10份的六亚甲基二异氰酸酯、10～20份的丙烯酸-2-羟乙酯；所述含磷的聚氨酯表面活性剂的制作步骤如下：
①将聚乙二醇2000、亚磷酸、二月桂酸二丁基锡、六亚甲基二异氰酸酯混合均匀并升温至80～82℃，反应100～140min；
②反应体系中加入丙烯酸-2-羟乙酯，继续反应0.5～1.5min，得到含磷的聚氨酯表面活性剂；
(2)将步骤(1)中加入质量份数90～110份丙烯酸和70～90份丙烯酰胺聚合体系，并在8000rpm的条件下搅拌均匀；
(3)搅拌后升温至68～72℃，加入0.5～1.5份的过硫酸钾进行反应，恒温反应100～140min后，粉碎得到吸水保水树脂。
2.根据权利要求1所述的一种高吸水保水树脂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸和丙烯酰胺聚合体系是由中和度达到95％～98％的丙烯酸和丙烯酰胺经过混合得到。
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