[发明专利]一种高吸水树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，特别涉及一种高吸水树脂及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球信息化的高速发展，通信技术的不断进步，信号传输性能良好的单模光纤光缆得到了普遍应用；随着光缆铺设的地域越来越广，光缆施工的环境的复杂程度也越来越高；为了通信数据的保真及线路的长久使用寿命，保持光缆内部的湿度平衡就尤为重要了。

传统的阻水材料为纤膏缆膏，是一种以聚烯烃为基础油的非极性油膏类物质；由于填充度的要求高且在内部变形的条件下会出现浸水的现象，所以现在对于高规格的光缆开始采用以阻水纱阻水带等高吸水树脂(SAP)为主的材料。

通过SAP的吸水速度快高膨胀性的原理，在渗水口形成阻水层以防止水分继续进入；普通的SAP材料抗压性差，耐盐度低，在高压及高盐度的环境下会出现失水的现象；而吸水膨胀后与光缆壁挤压失水；传统的SAP是以丙烯酸类的为主，离子型聚合物在高盐度下的吸水性会急剧下降。

另一方面，光缆使用环境较为复杂，阻水材料的力学性能也至关重要，目前光缆所用SAP在力学性能上往往不能满足光缆的在各种环境下使用的要求。同时，传统的丙烯酸、丙烯酰胺系SAP还存在聚合副产物毒性大，不环保的缺陷。

发明内容

本发明针对现有光缆的阻水材料在高压高盐度情况下低吸液倍率且材料副产物不环保的固有缺点，提供一种高耐盐耐压环保型的高吸水树脂及其制备方法，并将其用于光缆的阻水材料。

本发明的技术方案如下：

一种高吸水树脂，由如下质量份数的各组分制成：

60-80份聚乙烯醇；

70-90份木质素磺酸；

220-250份木薯淀粉；

85-100份羟丙基甲基纤维素；

16-19份引发剂；

31-38份交联剂；

40-44份pH值稳定剂。

优选地，所述高吸水树脂的pH值稳定剂包括酸和碱，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述酸为马来酸或盐酸。

优选地，所述高吸水树脂的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化月桂酰、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中任意一种。

优选地，所述高吸水树脂的交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、甘油、乙二醇、二乙烯酮中任意一种。

一种高吸水树脂的制备方法，包括如下步骤：

A.将所述木薯淀粉进行糊化处理；

B.将所述聚乙烯醇与水按1:10-20的质量比混合，水浴加热至90-95℃，以30-50rpm的速度机械搅拌1-2小时，制得聚乙烯醇溶液；

C.将所述糊化处理的木薯淀粉溶液中加入所述羟丙基甲基纤维素，加热到55-65℃、以50rpm的速度机械搅拌1-2小时后升温到60-70℃，制得木薯淀粉-羟丙基甲基纤维素溶液；

D.55-65℃条件下，向所述木薯淀粉-羟丙基甲基纤维素溶液中加入引发剂和交联剂，以75-85rpm的速度搅拌20-30min后，以25-35rpm的速度搅拌进行预聚合，制得聚合木薯淀粉-羟丙基甲基纤维素溶液；

E.将木质素磺酸与水按1:28-57的质量比混合，水浴加热至95-100℃，以35-45rpm的速度机械搅拌1-2小时后加入所述聚乙烯醇溶液、预聚合木薯淀粉-羟丙基甲基纤维素溶液，以50rpm的速度机械搅拌20-30min；

F.90-95℃温度下，向步骤E所得混合溶液中加入引发剂和交联剂，以75-85rpm的速度机械搅拌40-60min；

G.降温到60-65℃后加入引发剂和交联剂，以55-65rpm的速度机械搅拌30-40min；

H.降温到50-55℃后加入引发剂和交联剂，以45-55rpm的速度机械搅拌30-40min；

I.将步骤H所得溶液以35-45rpm的速度机械搅拌120-180min后放入干燥箱中以65-70℃蒸干至恒重制得高吸水树脂。

所述步骤A-步骤H在惰性气体保护下进行。

上述制备方法为互穿多步，以非离子型聚合物为吸水主体，高粘度材料为基体，以制备出一种在适应于高盐度高压力下的光缆SAP；

为了保持材料的亲水性并且防止离子型基团在高盐度环境下失水的状况，非离子型的亲水基团如羟基基团就是很好的亲水基团，聚乙烯醇羟基基团含量高，聚合程度灵活，易于操作，是一种理想的非离子型SAP原料；