專利名稱：一種陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物領(lǐng)域，特別涉及一種陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法。
背景技術(shù)：
高分子表面活性劑分子依然具有表面活性劑的典型兩親性分子結(jié)構(gòu)特征，即分子主鏈上即帶有親水(極性)基團(tuán)又帶有疏水(非極性)基團(tuán)，使得高分子表面活性劑可以吸附于油/水之間的界面上，進(jìn)而改變油水兩相間的界面性質(zhì)。除去一些天然高分子物質(zhì)如明膠、酪素、果膠、瓜爾膠、甲殼素等，現(xiàn)在使用的大部分高分子面活性劑主要是人工制備的半合成或合成高分子表面活性劑。半合成高分子表面 活性劑是將天然高分子表面活性劑進(jìn)行化學(xué)改性制得，而合成高分子表面活性劑是人工合成的具有即親水又親油的兩親性結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)。人們已經(jīng)合成開發(fā)的高分子表面活性劑主要包括結(jié)構(gòu)明確的接枝型和嵌段型聚合物表面活性劑，以及結(jié)構(gòu)不很明確的無規(guī)型高分子表面活性劑。雖然結(jié)構(gòu)明確的接枝型和嵌段型聚合物表面活性劑即易于研究又有著相當(dāng)好的應(yīng)用效果，但是，這些表面活性劑的合成制備條件幾乎都是極為苛刻的離子型聚合或開環(huán)聚合甚至兩者兼有，這表明它們的生產(chǎn)成本很高，進(jìn)而限制了它們在工業(yè)上的推廣和應(yīng)用，因此，接枝型和嵌段型高分子表面活性劑一般僅有較大的理論價(jià)值，在實(shí)際生產(chǎn)中不具備高的應(yīng)用價(jià)值。然而，無規(guī)型高分子表面活性劑雖然結(jié)構(gòu)不明確，但是其在乳化、分散、增稠、絮凝等方面也具有較好的應(yīng)用效果，因具有高分子量和長的疏水和親水鏈段，其作為乳化劑或分散劑使用時(shí)，仍然比其他傳統(tǒng)的小分子乳化劑或者不同的小分子乳化劑復(fù)合物的效果要好得多。一般來說，常采用自由基聚合制備無規(guī)型高分子表面活性劑，這是因?yàn)樽杂苫酆戏椒ň哂袉误w種類選擇和組成范圍變化廣、制備過程簡單等特點(diǎn)，其在實(shí)際工業(yè)中易于應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法。本制備方法得到的高分子表面活性劑不僅可作乳液聚合的乳化劑，還可用來乳化松香、石油樹脂等。本發(fā)明方法具有單體種類選擇和組成范圍變化廣、制備過程簡等特點(diǎn)，有利于實(shí)際工業(yè)中的推廣和應(yīng)用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將丙烯酰胺、親油性單體、乙烯基陰離子單體、丙酮和油溶性引發(fā)劑按(1-4) : (5-30) : (3-20) : (30-300) : (O. 04-1)的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0-90°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4-8h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑。所述的親油性單體為苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯中的一種或兩種任意比例的混合物。
所述的乙烯基陰離子單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸鈉、1-丙烯氧基-2-羥基丙烷磺酸鈉中的一種。所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰中的一種。本發(fā)明采用自由基溶液共聚合法制備無規(guī)型陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性齊U。在制備過程中，通過調(diào)節(jié)單體種類、各單體用量及多種單體的配比，可制備具有不同表面活性的系列陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑。對于本發(fā)明得到的高分子表面活性 齊U，在以水為分散介質(zhì)制備乳液時(shí)，高分子大分子的疏水鏈段能進(jìn)入油相，吸附于油相粒子上，而親水鏈段則朝向水中，通過靜電效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)使乳液穩(wěn)定，其中，靜電效應(yīng)起主導(dǎo)作用，加之聚合物本身的立體保護(hù)膠體作用，可制備具有良好穩(wěn)定性的乳液。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。實(shí)施例1 :將丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙酮和偶氮二異丁腈按
I5 3 30 0. 06的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)8h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為42mN/m (質(zhì)量濃度為
O.15%)。實(shí)施例2:將丙烯酰胺、丙烯酸己酯、烯丙基磺酸鈉、丙酮和偶氮二異庚腈按2 7 6 70 0.1的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?5°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)7. 5h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為40mN/m (質(zhì)量濃度為O. 15%)。實(shí)施例3:將丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯、1-丙烯氧基-2-羥基丙烷磺酸鈉、丙酮和過氧化二苯甲酰按1:3 6 7 90 :0. 2的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)7h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為38mN/m(質(zhì)量濃度為O. 15%)。實(shí)施例4:將丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙酮和過氧化二苯甲酰按3 20 5 12 120 0. 3的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?5V，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)6h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為43mN/m (質(zhì)量濃度為O. 2%)。實(shí)施例5:將丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、烯丙基磺酸鈉、丙酮和偶氮二異丁腈按1:7 :8 :12 200 :0. 4的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)5h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為34mN/m (質(zhì)量濃度為 O. 2%) ο實(shí)施例6 將丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙酮和偶氮二異庚腈按3 6 14 15 230 0. 6的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?5°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4. 5h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為38mN/m (質(zhì)量濃度為O. 2%)。實(shí)施例7 將丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸己酯、1-丙烯氧基-2-羥基丙烷磺酸鈉、丙酮和過氧化二苯甲酰按2 16 11 18 280 0. 8的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為36mN/m (質(zhì)量濃度為O. 2%)。實(shí)施例8 將丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙酮和偶氮二異丁腈按4 :16 14 20 300 1的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)5. 5h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑；所制得的高分子表面活性劑的表面張力為45mN/m (質(zhì)量濃度為O. 2%)。
權(quán)利要求
1.一種陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法，其特征在于將丙烯酰胺、 親油性單體、乙烯基陰離子單體、丙酮和油溶性引發(fā)劑按(1-4) : (5-30): (3-20) : (30-300): (O. 04-1)的摩爾比加入裝有回流冷凝管、導(dǎo)氣管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，通氮?dú)夂髮囟壬?0-90°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4-8h，減壓蒸餾，得到的淡黃色產(chǎn)物即為陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法，其特征在于所述的親油性單體為苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯中的一種或兩種任意比例的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法，其特征在于所述的乙烯基陰離子單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸鈉、1-丙烯氧基-2-羥基丙烷磺酸鈉中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法，其特征在于所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑的制備方法，以丙烯酰胺、親油性單體、乙烯基陰離子單體為共聚單體，通過自由基溶液共聚合制得陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑。本制備方法得到的高分子表面活性劑不僅可作乳液聚合的乳化劑，還可用來乳化松香、石油樹脂等。本發(fā)明可通過調(diào)節(jié)單體種類、各單體用量及多種單體的配比，制備具有不同表面活性的系列陰離子丙烯酸酯類高分子表面活性劑。本方法具有單體種類選擇和組成范圍變化廣、制備過程簡單等特點(diǎn)，其在實(shí)際工業(yè)中易于應(yīng)用和推廣。
文檔編號C08F2/06GK103012663SQ201210521259
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者李小瑞, 牟靜, 沈一丁, 王?；? 費(fèi)貴強(qiáng) 申請人:陜西科技大學(xué)