电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂及其制备方法，它是以以丙烯酸为原料，加入电气石处理的水溶解的各种助剂如交联剂、引发剂和中和剂，经过聚合反应及粉碎制得，其中，电气石处理的水是将颗粒直径0.5～1.0毫米的电气石0.5～1.0公斤，浸泡于1000公斤水中，8～12小时制得，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸钾，中和剂为氢氧化钠。本发明专利技术利用助剂颗粒溶解焓变中和焓变和聚合焓变等体系的自发放热效应，外界不用加热，经过自发暴聚反应和粉碎，仅二步工序完成超强吸水剂生产制造。其吸水率为170～1200克/克，含水率7～8%。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，它是以以丙烯酸为原料，加入电气石处理的水溶解的各种助剂如交联剂、引发剂和中和剂，经过聚合反应及粉碎制得，其中，电气石处理的水是将颗粒直径0.5～1.0毫米的电气石0.5～1.0公斤，浸泡于1000公斤水中，8～12小时制得，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸钾，中和剂为氢氧化钠。本专利技术利用助剂颗粒溶解焓变中和焓变和聚合焓变等体系的自发放热效应，外界不用加热，经过自发暴聚反应和粉碎，仅二步工序完成超强吸水剂生产制造。其吸水率为170～1200克/克，含水率7～8%。【专利说明】
本专利技术涉及一种高强吸水剂及其制备方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
超强吸水剂是线性大分子或高分子，通过化学键的交联而形成网状结构。把这结构中渗透进水膨胀，网络里添满水而胶凝成不流动的固体，这就成为固体水，而且超强吸水剂形成的固体水，含水量非常大。如:一克吸水剂可含水几十到几千克水。因为超强吸水剂是一种吸水能力特别强的物质，吸水量为自身的几十倍至几千倍，而且保水能力也非常高，吸水后，无论多大的压力也不易脱水，并且具有高分子材料的优点，良好的加工性能与使用性能。正是因为超强吸水剂的吸水保水性能优越，其用途极为广泛。无论从农、林、园艺、石油化工、建材工业、医疗卫生、交通运输等都在应用，已渗入到各个领域。特别是在农业、医疗卫生方面已成为不可缺少的材料。目前，生产吸水剂的方法可分为均相体系法和非均相体系法。液相均相系的聚合法，是吸水剂生产中应用较多的体系法。此法在聚合反应釜中加入反应单体和溶剂进行加热搅拌，同时添加引发剂、交联剂，以及所需的其它添加剂等，进行聚合交联，然后固液分离，成型，干燥，粉碎，制成产品。可见，工序多，需要设备也多，并且耗能大。为此，出现了一些新的方法。如，盘式合成法，鼓型反应器合成法、喷雾合成法、薄膜制造法等。总起来说，就是把加热聚合、成型、干燥三步工序合为一体的简化工序，可连续生产。但是，其中聚合与干燥的步骤是需加热的，即 这些方法均属于必须加热聚合与加热干燥的生产工艺。因此，本专利技术人经过多年试验与研究，终于得到了以电气石处理的水作为溶剂，用于溶解交联剂、引发剂和中和剂，在常温常压下，利用体系的热力学焓变一放热效应，外界不用加热加压，经过实施自发暴聚和粉碎，仅以二步工序即可完成超强吸水剂生产制造。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂。本专利技术的另一目的是提供电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂的制备方法。本专利技术是按如下技术方案实现的。按照本专利技术的电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂，(以丙烯酸重量为100时的助剂份数其中NaOH为克摩儿份数)。(按照本专利技术所述的电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂的制备方法，其特征在于如下步骤；首先，用电气石处理的水分别制备0.02-0.05份N，N —亚甲基双丙烯酰胺溶液和0.2-0.9份过硫酸钾溶液；然后，按其上述重量份配比在容器中加入丙烯酸、N，N 一亚甲基双丙烯酰胺溶液及过硫酸钾溶液，混合均匀，得丙烯酸混合液；最后，用另一容器，按重量份配比，称取氢氧化钠(0.3925克摩尔)，立即加入电气石处理水，则制备成热的氢氧化钠溶液，倒入上述的丙烯酸混合液容器中，搅拌，混合液暴聚并冒出浓的蒸汽后，形成白色的聚合块，冷却，粉碎成40目颗粒，即得；其中，丙烯酸、助剂及电气石处理的水重量份配比同上所述。具体超强吸水剂的制备(举一个表实施例1的例子):首先，用二个I升容量瓶，用电气石处理的水分别制备0.02份的N，N 一亚甲基双丙烯酰胺溶液和0.20份的过硫酸钾溶液，待用；然后在500晕升容量的塑料锥形瓶中加入36晕升丙烯酸原料,重37.8克,加入0.82毫升的N，N 一亚甲基双丙烯酰胺溶液，重0.00756克，再加入2.4毫升的过硫酸钾溶液，过硫酸钾0.1568克，混合均匀，得丙烯酸混合液，其中含水占整个体积的32.4%。最后取小杯，称取氢氧化钠15.7克(0.3925克摩尔)，立即加入电气石处理水溶剂14ml，则制备成热的氢氧化钠溶液，倒入丙烯酸混合液杯中摇动，暴聚并冒出浓的蒸汽后，形成白色的聚合块，冷却，粉碎成40目颗粒，即得含水率8%，吸水率1200克/克产品吸水剂。)`一般情况下，超强吸水剂溶解助剂时，使用水为普通的蒸馏水，在丙烯酸36毫升里加入1.52ml交联剂溶液，其中含N，N—亚甲基双丙烯酰胺0.00756克，再加入4毫升引发剂溶液，其中含过硫酸钾0.1568克，加上加入的37毫升中和剂溶液，其中含氢氧化钠15.7克，这样，理论上36毫升丙烯酸加进助剂溶液后，变成了 78.52毫升的体积，含水45.52克，占整个体系的57.9%，可见体系水含量较大，不经加热干燥步骤，是根本粉碎不了的。本专利技术以电气石处理的水作为溶剂，溶解交联剂、引发剂和中和剂，从而大大降低反应体系的含水量，在常温常压下，依靠体系的热力学焓变一放热效应，即利用助剂颗粒溶解焓变的放热效应及中和焓和丙烯酸聚合焓变等体系的自发放热效应，所以制备过程外界不用加热加压，实施自发暴聚反应，再经粉碎，二步工序完成超强吸水剂的生产制造，其吸水率为170-1200克/克，含水量7-8%。本专利技术所用的电气石，是地球上唯一具有电极的矿石，具有0.06mA电流和4-14um 电磁波，其主要化学组成为 NaX3A16 (BO3) 3Si6018 (OH) 4 其中 X=Fe, L1、Mg、Al、Mn，当X=MruFe时,矿石带黑色,主要产于我国云南、赤峰，当X=Mg时带褐色，当X=Al、Li时带透明、红色、绿色，主要产于北朝鲜。水是由H和O以H2O组成水分子，一个水分子直径为0.28nm，通常水由于氢键以及杂质离子的催化作用，是以几个水分子聚集成球型的簇，叫水簇，所以水的溶解性和渗透性大大降低，溶解合成超强吸水剂的助剂，如引发剂、交联剂，中和剂等助剂，溶解需大量的水。如处理较好的自来水，由12-18个水分子组成的水簇在16OMASNMr核磁共振谱峰半高宽100-140Hz，经过电气石处理后，由于电气石4-14um电磁波切断簇的氢键变成5-6个水分子簇，共振谱峰的半高宽50-70Hz。本专利技术试验使用的溶剂水，就是制备5-6个水分子簇的水，从而大大降低溶解所需的水量，降低吸水剂合成体系的水量，可以不用加热与干燥也能达到吸水剂7-8%水分限制，满足产品的标准。在热力学上焓定义为H=U+PV，系统在等压过程中热的吸收或放热，全部用于体系焓的增加或减少。本专利技术的体系是以丙烯酸，引发剂水溶液、交联剂溶液、中和剂溶液组成。丙烯酸聚合反应的标准焓变化为APH=-68.6KJ/mol，氢氧化钠晶体块溶解于水时，标准焓变Λ SH=-44.5lKJ/mol，经专利技术人试验测定，氢氧化钠在中和丙烯酸时的焓变Δ nH=-56.56KJ/mol，这里负号说明焓的降低，也就是说明如上三个数据都是放热的自发过程，这里，必须要说明的是，虽然从所述的数据看出为自发过程，可是，对聚合来说，引发剂只有在体系达到50°C以上时才能起引发聚合作用，因此本专利技术的制备过程，一定要固定加料顺序，才能获得产品，如单体中先加交联剂溶液，再加引发剂溶液，均匀混合之后，最后加中和剂溶液，一旦加入，其中和焓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气石处理的水作为溶剂的超强吸水剂，其特征在于，以丙烯酸为原料，加入电气石处理的水溶解的各种助剂如交联剂、引发剂和中和剂，经过聚合反应及粉碎制得，其中，电气石处理的水是将颗粒直径0.5～1.0毫米的电气石0.5～1.0公斤，浸泡于1000公斤水中，8～12小时，制得，交联剂为N,N－亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸钾，中和剂为氢氧化钠，所述的丙烯酸、助剂及电气石处理的水按其重量配比为：丙烯酸100克、交联剂的N,N－亚甲基双丙烯酰胺0.02～0.05克、引发剂的过硫酸钾0.2～0.9克、中和剂的氢氧化钠10～75克摩尔百分数及电气石处理的水40～55毫升，其中，电气石处理的水是将颗粒直径0.5～1.0毫米的电气石0.5～1.0公斤，浸泡于1000公斤水中，10～12小时，制得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张丛香，刘畅，周惠文，刘润华，刘双安，冯文龙，钟钢，王帅，崔湘浩，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业公司，
类型：发明
国别省市：