[发明专利]聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物基纳米复合材料的制备方法。

背景技术

超强高分子吸水材料即高吸水性聚合物(super absorbent polymer，简称SAP)，是一类新型的功能性高分子材料，其潜在的高吸水性能被人们十分看好，应用前景十分广阔，在农业和化工，特别沙漠化治理工程上会有很高的应用价值。目前，国内对聚丙烯酸/蒙脱土(或其它粘土类物质)高吸水性复合材料所做的工作处在基础研究阶段，一般都在较低温度下经过数小时的反应制备复合材料，而且大多加入了多达10％～15％的蒙脱土。

发明内容

本发明的目的是提供一种高吸水性聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法。

本发明是聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其中原料蒙脱土矿物中的蒙脱土含量为90％以上，其步骤为：

(1)按单位重量，准备蒙脱土2.5～25份，加入到100份丙烯酸单体中，搅拌至形成稳定的插层粘土分散液，放置24小时，使蒙脱土充分浸润；

(2)往溶液中加入引发剂过硫酸铵0.1～0.5份，或者过硫酸铵0.1～0.5份，进行聚合；

(3)反应一段时间后，加入交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺0.2～0.6份，升温至85℃进行搅拌，时间持续10分钟，进行聚合；

(4)然后进行过滤、洗涤，将所得滤饼进行干燥；

(5)将所得干饼进行研磨，过100目筛，制得聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。

本发明利用高温快速反应法制备此类复合材料，在保证所需高吸水、保水性能的前提下，使聚合反应时间从数小时缩短至数分钟。

附图说明

图1是本发明的X射线衍射谱对比图，图中的曲线a是蒙脱土粉体的X射线衍射谱曲线，曲线b是聚丙烯酸/蒙脱土(2.5％)复合材料的X射线衍射谱曲线，曲线c是聚丙烯酸/蒙脱土(5％)复合材料的X射线衍射谱曲线，曲线d是聚丙烯酸/蒙脱土(12.5％)复合材料的X射线衍射谱曲线；图2是说明聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的吸水性能随蒙脱土含量的变化图。

具体实施方式

本发明是聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其中原料蒙脱土矿物中的蒙脱土含量为90％以上，其步骤为：

(1)按单位重量，准备蒙脱土2.5～25份，加入到100份丙烯酸单体中，搅拌至形成稳定的插层粘土分散液，放置24小时，使蒙脱土充分浸润；

(2)往溶液中加入引发剂过硫酸铵0.1～0.5份，或者过硫酸铵0.1～0.5份，进行聚合；

(3)反应一段时间后，加入交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺0.2～0.6份，升温至85℃进行搅拌，时间持续10分钟，进行聚合；

(4)然后进行过滤、洗涤，将所得滤饼进行干燥；

(5)将所得干饼进行研磨，过100目筛，制得聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。

本发明所采用的引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵等过氧化物。

下面是更为具体的实施示例：

实施例1：

称取0.1kg蒙脱土分散于4L丙烯酸单体中24h，使蒙脱土充分浸润。加入0.007kg引发剂过硫酸铵、0.009kg交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺，升温至85℃继续搅拌10min左右，干燥、研磨后过100目筛，得到聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。

实施例2：

称取0.2kg蒙脱土分散于4L丙烯酸单体中24h，使蒙脱土充分浸润。加入0.007kg引发剂过硫酸铵，0.009kg交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺，升温至85℃继续搅拌10min左右，干燥、研磨后过100目筛，得到聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。

实施例3：

称取0.5kg蒙脱土分散于4L丙烯酸单体中24h，使蒙脱土充分浸润。加入0.007kg引发剂过硫酸铵，0.009kg交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺，升温至85℃，继续搅拌10min左右，干燥、研磨后过100目筛，得到聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。

实施例4：

称取1kg蒙脱土分散于4L丙烯酸单体中24h，使蒙脱土充分浸润。加入0.007kg引发剂过硫酸铵，0.009kg交联剂N.N’-亚甲基双丙烯酰胺，升温至85℃，继续搅拌10min左右，干燥、研磨后过100目筛，得到聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料。