[发明专利]一种用于油品除水的高吸水树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于油品除水的高吸水树脂的制备方法。

背景技术

高吸水树脂是20世纪70年代以来开发的新型高分子功能材料。它是一种含有亲水基团和交联结构的大分子，能够吸收自身重量数百倍的水。吸水后膨胀成水凝胶，在常温下即使施加一定的压力其吸附的水也不会析出，并且干燥后可以重复使用。这种优异的吸水、保水性能使其在工业、农业、食品加工、医疗卫生以及环境保护等领域有着广泛的用途。

油品含有在生产中带入或人为添加的水，过高的含水量容易导致油品变质，容器腐蚀，发动机锈蚀等现象，因此，在油品储存过程中需要降低油品中的含水量。高吸水树脂由于其高吸水量及强保水能力使其能够吸收油品中水分。但现有的高吸水树脂在水相中制备合成，其表面具有亲水疏油的特性，在油品中的相容性较差；另外，高吸水树脂过度吸水容易导致膨胀碎裂，难以清理。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种用于油品除水的高吸水树脂的制备方法，能够解决高吸水树脂在油品中的相容性问题以及过度吸水的膨胀碎裂问题。

本发明创造提供的高吸水树脂的制备方法，包括下述步骤：

S1：向具有一定中和度的水溶性丙烯酸单体水溶液中加入交联剂充分混合；

S2：在上述溶液中加入第一阻聚剂和引发剂，充分混合；

S3：将步骤S2获得的溶液逐滴加入一定温度下、溶解有表面活性剂、油溶性丙烯酸单体和第二阻聚剂的有机溶剂中，搅拌并同时分水除水，反应结束后冷却至室温；得到的固体产物即为产品。

其中，所述步骤S1中，所述水溶性丙烯酸单体优选采用丙烯酸钠，可以由丙烯酸和浓度为32wt％的氢氧化钠溶液配制，丙烯酸钠溶液中和度为50-90％，优选为70-90％。

其中，所述步骤S1中，所述交联剂选自N,N-亚甲基二丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺的任意一种或多种，其用量为水溶液质量的0.06-0.12％。

其中，所述步骤S1中，充分混合过程优选在加热条件下进行，更优选为在65±5℃下搅拌1h。

其中，所述步骤S2中，所述第一阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、硝酸铁的任意一种或多种，其用量为水溶液质量的0.01-0.5％，优选为0.1-0.3％；所述引发剂为过硫酸钾，其用量为水溶液质量的0.01-0.2％，优选为0.05-0.2％。

其中，所述步骤S3中，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、司班80、AEO-3的任意一种或多种，其用量为有机溶剂质量的0.01-3％，优选为0.1-2％；所述油溶性丙烯酸单体优选为丙烯酸甲酯，其用量为有机溶剂质量的2.5-20％，优选为4-10％；所述第二阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚的任意一种或多种，其用量为有机溶剂质量的0.01-2％，优选为0.2-0.5％；所述有机溶剂选自环己烷、氯仿、正己烷、庚烷或甲苯。

其中，所述步骤S3中，有机溶剂的温度(即反应温度)优选为95±5℃。

进一步，所述步骤S3后，还包括对固体产物进行分离和干燥的步骤。优选的，所述干燥在110℃下干燥4h。

本发明的设计原理是：

本发明采用反向聚合法合成，在有机溶剂中加入油溶性丙烯酸单体(丙烯酸甲酯)。当含有水溶性丙烯酸单体的水溶液滴入有机溶剂时，水相中的部分引发剂会扩散至有机相中，使有机相中的丙烯酸甲酯在水相表面形成一层网状的聚丙烯酸甲酯薄膜，同时水相中的丙烯酸钠也发生聚合反应形成聚丙烯酸钠树脂颗粒。聚丙烯酸钠树脂颗粒为柔性吸水性颗粒，未吸水时体积蜷缩缩小，聚丙烯酸甲酯薄膜为刚性网状薄膜褶皱包覆于聚丙烯酸钠树脂颗粒表面。聚丙烯酸甲酯薄膜厚度可以通过引发剂的加入量及有机相中第二阻聚剂的加入量调控。

将制备的表面含有聚丙烯酸甲酯薄膜的高吸水树脂置于油品中，由于其密度较大，会沉入液面以下。该高吸水树脂(聚丙烯酸钠树脂)能够吸收油品中的水分，随着吸水的进行，聚丙烯酸钠树脂颗粒会逐渐增大，直至聚丙烯酸钠树脂颗粒表面的网状聚丙烯酸甲酯薄膜完全拉伸包覆内部的聚丙烯酸钠树脂颗粒不会碎裂，易于回收。另外，聚丙烯酸甲酯薄膜具有良好的亲油性，解决了颗粒与油品的相容性问题。同时，表面活性剂的加入使得颗粒之间不易发生粘连，避免了团聚现象的发生。

本发明创具有以下优势：

1.本发明制备的高吸水树脂能够快速吸收食用油、汽油等油品中的水，吸水迅速，且吸水性能稳定、良好；

2.本发明制备的高吸水树脂吸水后保持粒状不碎裂，易于分离；

3.本发明制备过程中使用的溶剂可回收并重复使用；