一種綠色高吸水性樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高吸水性材料技術領域，具體涉及一種綠色高吸水性樹脂，本發(fā)明還 涉及該綠色高吸水性樹脂的制備方法。
【背景技術】
[0002] 高吸水樹脂（英文Super Absorbent Polymer，簡稱SAP)是一種新型的功能高分 子材料，因具有很強的吸水性和優(yōu)良的保水性而在農林園藝、沙漠防治、等方面有著廣闊的 應用前景。研宄初期的高吸水樹脂主要是丙烯酸鹽聚合物，產品為白色或者接近于無色。隨 著高吸水樹脂應用領域的不斷拓展，具有不同顏色的高吸水性樹脂成為研宄開發(fā)的熱點， 五顏六色的高吸水樹脂除具有實用價值外，也為其增添了觀賞價值。彩色高吸水性樹脂目 前的主要用途有：養(yǎng)花種草的水晶泥、無土栽培的基質、吸水膨脹的玩具（海洋寶寶）等等。 具有不同色彩的高吸水性樹脂在使用時，給生活平添了一份色彩，一份樂趣。
[0003] 目前的彩色高吸水性樹脂主要是在高吸水性樹脂生產過程中、或者產品中加入不 同顏色的染料，使高吸水性樹脂呈現不同的顏色。染料可以根據其溶解性簡單的分為水溶 性染料、脂溶性染料、不溶性染料。
[0004] 如果加入的染料是水溶性的，那么在使用過程中，當高吸水性樹脂吸水以后，水溶 性染料就會溶于水，造成彩色高吸水性樹脂"掉色"、褪色。
[0005] 如果染料是不溶性的固體，則會由于染料固體與高吸水樹脂兩者密度、粒徑不同， 造成染料固體與高吸水性樹脂混合分散不均勻，在使用過程中出現染料固體與高吸水性樹 脂分層、分離等問題；
[0006] 所以彩色高吸水性樹脂生產過程中使用的染料大部分是不溶于水的脂溶性有機 染料。不溶于水的脂溶性有機染料盡管克服了以上兩種染料的缺點，但是其自身也存在著 諸多問題。
[0007] 目前市場上銷售的高吸水性樹脂主要是聚丙烯酸（鹽）、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈類 高吸水樹脂。這些高吸水樹脂的合成單體丙烯酸（鹽）、丙烯酰胺、丙烯腈以及聚合反應用 的引發(fā)劑、交聯劑一般都是水溶性的，其自由基聚合也多以水為介質，采用水溶液聚合方法 生產；即使采用反相乳液聚合等其他聚合方式，其反應實質（在每一個小液滴內）仍然是水 溶性單體在水溶液中自由基聚合。而彩色高吸水性樹脂生產過程中使用的染料大部分是不 溶于水的脂溶性有機染料，這些染料在高吸水性樹脂生成過程中，不溶于水，就只能依靠吸 附、夾雜等方式存在于高吸水性樹脂微粒表面或者微粒之間；即使采取特殊生產工藝，將這 些染料以"球心"形式包裹在高吸水性樹脂顆粒（或微球）中心，但是高吸水性樹脂使用過 程中，需要反復吸水膨脹、失水收縮，由于染料顆粒與高吸水性樹脂顆粒（或微球）的膨脹 系數不一致，也會導致高吸水性樹脂顆粒（或微球）變形、破裂、粉碎，將原來包裹在中心的 有機染料釋放出來。由于這些染料和高吸水性樹脂（或微球）之間的結合作用（吸附、夾 雜、包裹）很弱，二者并非均相，因此在長期使用過程中，就會出現染料和高吸水性樹脂分 離現象，造成顏色不均勻。而這些染料不溶于水，在水中會聚集在一起析出，便會造成高吸 水性樹脂顏色褪去，而染料卻聚集在一起。歸根到底，問題的根源在于染料與高吸水性樹脂 之間結合力太弱，兩者在分子水平非同相，易分離。
[0008] 綠色是生命的象征，很多人偏愛綠色，綠色的高吸水樹脂可以用作無土栽培的基 質，與栽培的綠色花草成為一體，其間點綴紅色的鮮花，可以裝點環(huán)境；綠色的高吸水樹脂 還可以用作吸水膨脹的小玩具，供小孩玩耍，比如做成吸水膨脹的綠青蛙、綠螞蚱、或者綠 色植物。
[0009] 目前市售的綠色高吸水樹脂都是在高吸水樹脂生產過程中、或者產品中添加綠色 染料來實現的，這樣的綠色高吸水樹脂存在也存在著前文所述的種種弊端。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種綠色高吸水性樹脂，解決了現有的綠色高吸水性樹脂使 用過程脫色的問題。
[0011] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種綠色高吸水性樹脂的制備方法。
[0012] 本發(fā)明所采用的技術方案是：一種綠色高吸水性樹脂，由丙烯酸、功能單體、交聯 劑、其它組分按照質量比為1:0. 01?0. 1:0. 00001?0. 001:0. 1?1聚合制得；
[0013] 功能單體為帶有雙鍵的水溶性偶氮染料，其自身為綠色，聚合以后仍然為綠色，其 通過共價鍵結合到高吸水性樹脂結構中；
[0014] 其它組分為丙烯酰胺、丙烯酸鉀、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、中的一個或者多 個的組合。
[0015] 本發(fā)明的特點還在于，
[0016] 功能單體具體結構式為：
【主權項】
1. 一種綠色高吸水性樹脂，其特征在于，由丙烯酸、功能單體、交聯劑、其它組分按照質 量比為1:0. Ol?0· 1:0. OOOOl?0· 001:0. 1?1聚合制得； 所述功能單體為帶有雙鍵的水溶性偶氮染料，其自身為綠色，聚合以后仍然為綠色，其 通過共價鍵結合到高吸水性樹脂結構中； 所述其它組分為丙烯酰胺、丙烯酸鉀、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、中的一個或者多 個的組合。
2. 如權利要求1所述的一種綠色高吸水性樹脂，其特征在于，所述功能單體具體結構 式為：
3. 如權利要求1所述的一種綠色高吸水性樹脂，其特征在于，所述交聯劑為Ν，Ν' -亞 甲基雙丙烯酰胺。
4. 一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟： 步驟1，將丙烯酸單體加入水中攪拌均勻，得到丙烯酸水溶液；其中，丙烯酸單體與水 的質量比為1:0. 5?5 ; 步驟2,在攪拌條件下，向步驟1得到的丙烯酸水溶液中加入一元強堿水溶液，攪拌使 中和反應進行完全，得到中和度為50%?80%的丙烯酸鹽水溶液； 步驟3,在保持攪拌條件下，向步驟2得到的丙烯酸鹽水溶液中加入功能單體，攪拌均 勻后得到混合物A ;其中丙烯酸單體與功能單體的質量比為1:0. 01?0. 1 ;所述功能單體 為一種帶有雙鍵的水溶性偶氮染料，具體結構式為：
步驟4,在保持攪拌條件下，向混合物A中加入交聯劑，攪拌均勻后得到混合物B ;其中 丙烯酸單體與交聯劑的質量比為1:0. OOOOl?〇. OOl ; 步驟5,向混合物B中加入其他組分，充分攪拌得到混合物C ;其中丙烯酸單體與其他組 分的質量比為1:0. 1?1 ; 步驟6，向混合物C中加入引發(fā)劑，充分攪拌混合均勻后，控制反應溫度為65°C?80°C， 保持攪拌反應進行1?5小時，得到含水粗產品；所述引發(fā)劑的質量是丙烯酸單體質量的 0· 1%?1% ; 步驟7,將步驟7得到的含水粗產品干燥，機械粉碎后過篩得到最終產品，即綠色高吸 水性樹脂。
5. 如權利要求4所述的一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟1中 丙烯酸單體是去除阻聚劑的。
6. 如權利要求4所述的一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟2中 一元強堿水溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
7. 如權利要求4所述的一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟4中 交聯劑為Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺。
8. 如權利要求4所述的一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟5中 其他組分為丙烯酰胺、丙烯酸鉀、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一個或者多個的組合。
9. 如權利要求4所述的一種綠色高吸水性樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟6中 引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉中任意一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綠色高吸水性樹脂，由丙烯酸、功能單體、交聯劑、其它組分按照質量比為1:0.01～0.1:0.00001～0.001:0.1～1制成；將丙烯酸加入水中得到丙烯酸水溶液，向丙烯酸水溶液中加入一元強堿水溶液得到丙烯酸鹽水溶液，向丙烯酸鹽水溶液中依次加入功能單體、交聯劑、及其他組分，再加入引發(fā)劑進行自由基聚合反應，得到含水粗產品，干燥、機械粉碎后過篩得到最終產品。本發(fā)明通過化學反應將帶有雙鍵的綠色的單體與丙烯酸(鹽)等進行自由基共聚合，使綠色單體通過共價鍵結合到高吸水性樹脂化學結構中，解決了現有的綠色高吸水性樹脂使用過程脫色的問題，使用過程不會出現遇水“掉色”、褪色、綠色不均勻等現象。
【IPC分類】C08F220-56, C08F220-06, C08F220-60, C08F220-58, C08F222-38
【公開號】CN104530295
【申請?zhí)枴緾N201510023308
【發(fā)明人】孫賓賓
【申請人】陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月16日