[發明專利]非離子及酸性側基改性的聚丙烯酸增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010922872.9
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111995718B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 權衡;吳靜怡;倪麗杰;衛增峰;李青;陳學俊;鄒春梅;張恒鳳
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學;湖北達雅生物科技股份有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F222/02;C08F220/04;C08F222/38;C08F220/56;C08F216/04;C08F220/58;C08F212/12;C08F2/32;C09D151/08;D06P1/52
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

本發明涉及用于水性涂料、紡織品印花、水性樹脂涂層等加工領域的締合型聚丙烯酸增稠劑，具體涉及一種非離子及酸性側基改性的聚丙烯酸增稠劑及其制備方法。該方法包括以下步驟：原料準備、水相制備、油相制備、預乳液制備、反相乳液聚合、乳液轉相。該方法改善了增稠劑的耐電解質和耐酸耐堿性能；多種特殊單體使得增稠劑分子不含有側向酯基，不存在羥基與酯基之間的分子內氫鍵作用，有利于增稠劑的分子間締合；避免了增稠劑分子的內締合且其與丙烯酸的共聚性更好；強酸性側基和以不飽和多元羧酸引入的“簇狀”羧基結構有利于改善增稠劑的耐酸性，平衡增稠劑分子的吸水性和卷曲性。

技術領域

本發明涉及用于水性涂料、紡織品印花、水性樹脂涂層等加工領域的締合型聚丙烯酸增稠劑，具體涉及一種非離子及酸性側基改性的聚丙烯酸增稠劑及其制備方法。

背景技術

多年來，紡織品印花、水性涂料、水性樹脂涂層等加工領域不可或缺的高分子增稠劑始終是人們關注的重點。然而，作為合成增稠劑最重要的一個門類，聚丙烯酸高分子增稠劑“用量大、耐酸耐堿性差、不耐鹽”等問題卻始終沒有得到很好地解決。為解決這些問題，目前對聚丙烯酸增稠劑的改性方法主要有：引入非離子單體，適度引入非離子鏈節可改善增稠劑的耐電解質和吸水性能；提高親水性，通過提高親水性不僅可以提高增稠劑的增稠力，還可以提高耐電解質性能；引入長鏈疏水性單體，向增稠劑聚合物上引入疏水性長鏈可提高聚丙烯酸增稠劑的耐鹽性；制備兩性高聚物，這種物質具有反聚電解質溶液行為。盡管如此，以下相關技術問題仍沒有得到很好的解決：增稠劑締合結構創新，以有效抑制其分子內締合并強化其分子間締合作用；長鏈聚醚、長鏈烷基及聚醚交鏈的接入技術暨改性單體與丙烯酸單體的共聚技術；物理、化學性質差異較大的單體(如長鏈烷基單體與丙烯酸單體)之間反應的差異性也較大，需解決增稠劑分子親水及疏水結構分布控制的技術方法；增稠劑結構創新暨陽離子基團(叔氨或季銨)的接入方法；強酸性基團及混合陰離子基團(磺酸基、羧酸基、一元羧酸、多元羧酸等)的選擇、配比及其與增稠劑主要應用性能之間的關系等。

目前，聚丙烯酸增稠劑的制備方法包括以下幾種：

1、長鏈烷基改性的聚丙烯酸耐鹽增稠劑的制備方法，它的原料包括聚合單體、改性單體、輔助劑，其中：聚合單體為丙烯酸；改性單體為丙烯酸十八酯、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；輔助劑為山梨糖醇酐油酸酯Span-80、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯Tween-80、十二硫醇、氨水、過硫酸鉀等。

如張海玲、周向東、史亞鵬等所著“耐鹽增稠劑的合成與性能”(《印染》2011年第23期)公開的長鏈烷基改性的聚丙烯酸耐鹽增稠劑的制備方法，向聚丙烯酸增稠劑分子結構中，以丙烯酸十八酯引入長鏈烷基、以N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺引入交聯結構，合成了耐鹽型聚丙烯酸增稠劑。

該方法制備出的耐鹽型聚丙烯酸增稠劑對鹽的黏度保留率為47.82％、抱水性為1.5cm/15min、PVI值為0.27，得色量、滲透率、色澤勻度、脫糊率等應用性能較好。然而，由于丙烯酸十八酯為強疏水性單體，以文獻所述的制備技術與工藝很難使之有效地與強親水性單體丙烯酸共聚，更談不上控制其在增稠劑分子結構上的分布，導致增稠劑結構呈現多樣化，綜合性能欠佳；另外，通過丙烯酸十八酯引入的側鏈烷基鏈節較長且缺乏分散性，可能導致增稠劑分子內締合且其分子間的締合結構具有一定缺陷；最后，增稠劑的側鏈結構較為單調且較少，其分布也不均勻，因此不能充分地屏蔽增稠劑的“離子效應”。

2、長鏈烷基與中性及陽離子側基改性的聚丙烯酸耐鹽增稠劑的制備方法，它的原料包括聚合單體、改性單體、輔助劑，其中：聚合單體為丙烯酸；改性單體為丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺；輔助劑為Span 80、Tween 80、過硫酸銨、氫氧化鈉等。