[发明专利]用废胶棉合成高吸水性树脂的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种高吸水性树脂的合成技术，特别是一种利用废胶棉及其制品合成高吸水性树脂的合成方法。

二、背景技术

高吸水性树脂的开发和研究只有几十年的历史，国外从1961年起步，我国到1982年才合成了第一个高吸水性树脂，到1988年有了第一个专利。高吸水性树脂的种类较多，按材料可分为三大系列，即淀粉系、纤维素系、合成树脂系。由于纤维素的来源不及淀粉易得，所以纤维素接枝共聚物较另两类应用少。如专利CN 1075488A发明了一种采用丙烯酸、丙烯酰胺和淀粉三元共聚合成高吸水性树脂的方法，产品吸蒸馏水率为2800g/g，吸1％食盐水率为130g/g；专利US4525527采用丙烯酸与丙烯酰胺二元共聚合成高吸水性树脂，产品吸蒸馏水率为600～1300g/g，吸1％食盐水率为50～100g/g。这些方法所的产品的性能较好，但所采用的原料皆为正规工业产品，成本较高。目前日本等国家已有将植物残体(如木屑、作物秸秆等)经处理直接合成高吸水性树脂的技术，原料成本大大降低。但我国目前还缺少类似的利用废弃资源合成高吸水性树脂的技术。

胶棉是低含氮量硝酸纤维素的俗称，常用于制造塑料和喷漆等。胶棉与樟脑混合后制成的塑料称为赛璐珞，是日常生产生活中的常见材料。硝酸纤维素易燃，燃烧热也很高，因此废弃的胶棉制品如果得不到妥善的处理，则会成为火灾的隐患。

三、技术内容

1、发明目的：

本发明的目的在于提供一种使废弃的胶棉及其制品得到妥善的回收和再利用，变废为宝，降低高吸水性树脂的制造成本，增强产品的竞争力的用废胶棉合成高吸水性树脂的方法。

2、技术方案：

本方法是采用废胶棉(硝酸纤维素)和丙烯酸钠，以过氧化氢加亚硫酸氢钠为引发剂，以环氧氯丙烷的乙醇溶液为交联剂进行接枝共聚。实现本发明的技术方案是：a、将丙烯酸钠用水稀释，b、将废胶棉用丙酮溶胀成稀糊状，c、将溶胀成稀糊状的废胶棉边搅拌边加入到用水稀释后的丙烯酸纳中，d、在以上的材料中加入过氧化氢、亚硫酸氢钠、环氧氯丙烷的乙醇溶液，e、在氮气保护下升温至35℃～45℃，恒温20～40分钟，f、再升温至60℃～90℃静聚合1.5～3小时，烘干，粉碎得最终产品；在合成的过程中，各种原材料按重量百分比计，其配比为：丙烯酸钠49～90％、废胶棉9～48％、过氧化氢0.1～1％、亚硫酸氢钠0.1～1％、环氧氯丙烷0.01～1％。

3、技术效果：

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、以硝酸纤维素和丙烯酸钠为主要原料，产品吸蒸馏水率为500～1000g/g，吸1％食盐水率为30～80g/g。吸盐水率比单纯的聚丙烯酸盐类吸水树脂有明显的提高；

2、成工艺采用一步法即所有反应物一次加料进行聚合，产品为二元共聚物，工艺简单，便于控制。聚合反应时间只需不到三小时，效率较高。特别是主要原料之一的硝酸纤维素可以以废胶棉及其制品为来源，进一步降低了产品成本；

3、本发明中的主要合成原料之一—废胶棉及其制品为易燃品，而合成出的产品则不具有易燃性，且反应过程安全无害。这样就使这些具有火灾危险的废弃物得到了妥善的再利用，因此可产生良好的经济效益和环境效益。

四、具体实施方式

原料配方(WT％)

丙烯酸钠                     49～90％

废胶棉                       9～48％

过氧化氢(30％)               0.1～1％

亚硫酸氢钠                   0.1～1％

环氧氯丙烷                   0.01～1％

合成工艺  

首先在反应器中加入适量的水和丙烯酸钠，用搅拌器进行搅拌。废胶棉事先用丙酮溶胀成稀糊状，在不断搅拌下加入到丙烯酸钠溶液中。继续搅拌至形成均匀的乳液，这时边搅拌边加入30％过氧化氢、亚硫酸氢钠以及环氧氯丙烷的乙醇溶液。在氮气保护下升温至40℃，恒温半小时左右。然后升温至75℃左右静置聚合约2小时，出料后烘干，粉碎得到高吸水性树脂。

吸水性的测定：称取一定量的干树脂，浸泡在去离子水中至其体积基本不再变化。用100目筛网滤去多余的水，再称吸水后的树脂重，按下式计算：

吸水率(g/g)＝(吸水后的树脂重(g)-干树脂重(g))/干树脂重(g)