一種丙烯酸類增稠劑的合成方法與流程
1.本發明涉及一種丙烯酸類增稠劑的合成方法，屬于應用化學領域。
背景技術：
2.增稠劑是一種流變助劑，因為在提高物系黏度或稠度方面具有增稠明顯、使用方便、用量小等特點，近年來發展迅速，成為一類新型功能高分子材料。王云普等人（王云普,溫慧慧,楊超,劉漢功.水性締合型增稠劑的合成及性能研究[j].甘肅科技,2007(05):68-69+19.）以丙烯酸、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯為單體，以反應型乳化劑，采用乳液聚合，制得一種締合型增稠劑；湯金偉等人（湯金偉,陳曉紅,馮俏君,方偉洪,程文靜.聚丙烯酸增稠劑的制備及在日化中的應用[j].化學推進劑與高分子材料,2020,18(05):55-58）以丙烯酸為原料，三烯丙基醚為交聯劑，水為溶劑，在引發劑作用下制得聚丙烯酸增稠劑。上述增稠劑對中和劑、可溶性鹽和ph值都十分敏感，所以需要開發一種新型丙烯酸類增稠劑以拓寬應用范圍。
技術實現要素：
[0003]
本發明旨在提供一種丙烯酸類增稠劑的合成方法。
[0004]
表面活性劑是一類重要的化合物，其中非離子型表面活性劑不易受無機鹽和ph值的影響，將非離子表面活性劑與丙烯酸類單體共聚得到的丙烯酸類增稠劑可以有效規避傳統丙烯酸增稠劑的缺點。
[0005]
本發明以脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(aa-aeo9)和丙烯酸類單體為原料，在引發劑的作用下，得到了一類高分子聚合物增稠劑，其反應合成路線（以丙烯酸為例）如下式所示：本發明提供了一種丙烯酸類增稠劑，由以下原料：脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸類單體，以水為溶劑，在引發劑作用下共聚得到聚合物增稠劑，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯與丙烯酸類單體的摩爾比為：1:1~2，兩種反應單體的總質量與水的質量比為1:1~1:5，引發劑用量占兩種反應單體總量的質量分數為0.1~3 %。
[0006]
進一步地，丙烯酸類單體是丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的一種。
[0007]
進一步地，引發劑是溴代乙酸乙酯、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、過硫酸銨中的一種。
[0008]
本發明制備的丙烯酸類增稠劑，具有優異的增稠性能，取2wt. %的丙烯酸類增稠劑與10wt. %十二烷基苯磺酸鈉las水溶液復配，體系的粘度能達到1050~1200 mpa
·
s。
[0009]
本發明提供了上述丙烯酸類增稠劑的合成方法，包括以下步驟：將摩爾比為1:1~2的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸類單體溶于去離子水后加入裝有機械攪拌器、溫度計的圓底燒瓶中，攪拌均勻后加入引發劑，利用恒壓滴液漏斗將引發劑逐步加入反應體系中，升溫反應1-5 h，體相明顯分層表示反應結束；反應結束后，冷卻、靜置，取下層液態產物，即為丙烯酸類高分子聚合物增稠劑。
[0010]
上述合成方法中反應的溫度為80-150 ℃。
[0011]
上述合成方法中反應時間優選為2-4 h。
[0012]
上述合成方法中反應過程中攪拌速度為100-500 rpm。
[0013]
本發明的有益效果：本發明以脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯為原料，通過與丙烯酸類單體共聚，得到一類新型的丙烯酸類高分子增稠劑。此類增稠劑有很多優點，一方面，與一般的聚合物增稠劑相比，延長了支鏈，使得該高分子聚合物在表面活性劑溶液體系中的網狀結構更緊密，達到增稠的作用；另一方面，與脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠劑相比，該高分子聚合物中更多的支鏈強化了體系中網狀結構的結合力，而且，多樣化的親油基團進一步提升了主表面活性劑的表面活性。
附圖說明
[0014]
圖1是本發明實施例1合成丙烯酸類增稠劑的紅外光譜圖。
[0015]
圖2是本發明實施例1~6合成的丙烯酸類增稠劑在10wt. %las水溶液中的粘度對比圖。
具體實施方式
[0016]
下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。
[0017]
實施例1：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 3.39 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持50 ℃攪拌，將0.6 g過硫酸銨加入到反應體系中，之后升溫至150 ℃繼續反應1 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0018]
為了驗證本發明所得到的產物為丙烯酸類聚合物增稠劑，采用紅外光譜分析儀對產物的結構進行了表征，如圖1。由圖可見，1635.5 cm-1
處的碳碳雙鍵特征峰并未出現，證明聚合反應較為完全。
[0019]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物增稠劑與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。
[0020]
為了驗證本發明所得到的聚合物的增稠效果，將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠劑與本實施例所得的聚合物以相同比例加入las中，體系的粘度分別增加到了875 mpa
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s 和1135 mpa
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s，證明該聚合物不僅有增稠性能，而且比脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠劑效果更佳。
[0021]
實施例2：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸丁酯(aa, 6.02 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持60 ℃攪拌，將0.14 g溴代乙酸乙酯加入到反應體系中，之后升溫至130 ℃繼續反應2 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0022]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。將本實施例所得的聚合物與las復配以后，體系的粘度增加到了1085 mpa
·
s，證明該聚合物確實有增稠性能。
[0023]
實施例3：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 5.08 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持50 ℃攪拌，將1.0 g過硫酸銨-亞硫酸氫鈉加入到反應體系中，之后升溫至110 ℃繼續反應3 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0024]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。將本實施例所得的聚合物與las復配以后，體系的粘度增加到了1150 mpa
·
s，證明該聚合物確實有增稠性能。
[0025]
實施例4：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、甲基丙烯酸(aa, 6.02 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持60 ℃攪拌，將0.5 g過硫酸銨加入到反應體系中，之后升溫至90 ℃繼續反應4 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0026]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。將本實施例所得的聚合物與las復配以后，體系的粘度增加到了1115 mpa
·
s，證明該聚合物確實有增稠性能。
[0027]
實施例5：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 6.77 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持40 ℃攪拌，將0.3 g溴代乙酸乙酯加入到反應體系中，之后升溫至80 ℃繼續反應5 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0028]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。將本實施例所得的聚合物與las復配以后，體系的粘度增加到了1095 mpa
·
s，證明該聚合物確實有增稠性能。
[0029]
實施例6：將脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、甲基丙烯酸(aa, 8.09 g)溶于去離子水中，加入到裝有機械攪拌器、溫度計的三口圓底燒瓶中，保持50 ℃攪拌，將0.6 g溴代乙酸乙酯
加入到反應體系中，之后升溫至150 ℃繼續反應1 h。反應結束后，冷卻、靜置，得到下層液態產物。
[0030]
為了驗證本發明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物與10wt. %las水溶液復配，用ndj-8s數顯粘度儀測得其復配前后的粘度變化，如圖2。由圖可見，在25℃下，las水溶液的粘度基本為零。將本實施例所得的聚合物與las復配以后，體系的粘度增加到了1195 mpa
·
s，證明該聚合物確實有增稠性能。
技術特征：
1.一種丙烯酸類增稠劑，其特征在于由以下原料：脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸類單體，以水為溶劑，在引發劑作用下共聚得到聚合物增稠劑，與脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠劑相比具有更強的增稠能力；上述丙烯酸類增稠劑中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯與丙烯酸類單體的摩爾比為：1:1~2，兩種反應單體的總質量與水的質量比為1:1~1:5，引發劑用量占兩種反應單體總量的質量分數為0.1~3 %。2.根據權利要求1所述的丙烯酸類增稠劑，其特征在于：丙烯酸類單體是丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的一種。3.根據權利要求1所述的丙烯酸類增稠劑，其特征在于：引發劑是溴代乙酸乙酯、過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、過硫酸銨中的一種。4.根據權利要求1所述的丙烯酸類增稠劑，其特征在于：取2wt. %的丙烯酸類增稠劑與10wt. %十二烷基苯磺酸鈉las水溶液復配，體系的粘度能達到1050~1200 mpa
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s。5.一種權利要求1~4任一項所述的丙烯酸類增稠劑的合成方法，其特征在于包括以下步驟：取脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯aa-aeo9、丙烯酸類單體和去離子水一次性全部加入裝有機械攪拌器、溫度計的圓底燒瓶中，利用恒壓滴液漏斗將引發劑逐步加入反應體系中，之后升溫繼續反應1-5 h；體相明顯分層表示反應結束，冷卻、靜置，取下層液態產物得到聚合物增稠劑。6.根據權利要求5所述的丙烯酸類增稠劑的合成方法，其特征在于：反應的溫度為80-150 ℃。7.根據權利要求5所述的丙烯酸類增稠劑的合成方法，其特征在于：反應時間為2-4 h。8.根據權利要求5所述的丙烯酸類增稠劑的合成方法，其特征在于：反應過程中攪拌速度為100-500 rpm。
技術總結
本發明公開了一種丙烯酸類增稠劑的合成方法。將摩爾比為1:1~2的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸類單體在水中混溶后加到圓底燒瓶中，之后將引發劑過硫酸銨加到反應體系中，升高油浴溫度為80-150℃，攪拌速度控制100-500 rpm，反應1-5 h，靜置分層，取下層液體得到丙烯酸類增稠劑。本發明通過分子結構設計，得到一種丙烯酸類高分子增稠劑，產品性能優異。優異。優異。
