一种丙烯酸类增稠剂的合成方法与流程
1.本发明涉及一种丙烯酸类增稠剂的合成方法，属于应用化学领域。
背景技术：
2.增稠剂是一种流变助剂，因为在提高物系黏度或稠度方面具有增稠明显、使用方便、用量小等特点，近年来发展迅速，成为一类新型功能高分子材料。王云普等人（王云普,温慧慧,杨超,刘汉功.水性缔合型增稠剂的合成及性能研究[j].甘肃科技,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为单体，以反应型乳化剂，采用乳液聚合，制得一种缔合型增稠剂；汤金伟等人（汤金伟,陈晓红,冯俏君,方伟洪,程文静.聚丙烯酸增稠剂的制备及在日化中的应用[j].化学推进剂与高分子材料,2020,18(05):55-58）以丙烯酸为原料，三烯丙基醚为交联剂，水为溶剂，在引发剂作用下制得聚丙烯酸增稠剂。上述增稠剂对中和剂、可溶性盐和ph值都十分敏感，所以需要开发一种新型丙烯酸类增稠剂以拓宽应用范围。
技术实现要素：
[0003]
本发明旨在提供一种丙烯酸类增稠剂的合成方法。
[0004]
表面活性剂是一类重要的化合物，其中非离子型表面活性剂不易受无机盐和ph值的影响，将非离子表面活性剂与丙烯酸类单体共聚得到的丙烯酸类增稠剂可以有效规避传统丙烯酸增稠剂的缺点。
[0005]
本发明以脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(aa-aeo9)和丙烯酸类单体为原料，在引发剂的作用下，得到了一类高分子聚合物增稠剂，其反应合成路线（以丙烯酸为例）如下式所示：本发明提供了一种丙烯酸类增稠剂，由以下原料：脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸类单体，以水为溶剂，在引发剂作用下共聚得到聚合物增稠剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与丙烯酸类单体的摩尔比为：1:1~2，两种反应单体的总质量与水的质量比为1:1~1:5，引发剂用量占两种反应单体总量的质量分数为0.1~3 %。
[0006]
进一步地，丙烯酸类单体是丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的一种。
[0007]
进一步地，引发剂是溴代乙酸乙酯、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸铵中的一种。
[0008]
本发明制备的丙烯酸类增稠剂，具有优异的增稠性能，取2wt. %的丙烯酸类增稠剂与10wt. %十二烷基苯磺酸钠las水溶液复配，体系的粘度能达到1050~1200 mpa
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s。
[0009]
本发明提供了上述丙烯酸类增稠剂的合成方法，包括以下步骤：将摩尔比为1:1~2的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸类单体溶于去离子水后加入装有机械搅拌器、温度计的圆底烧瓶中，搅拌均匀后加入引发剂，利用恒压滴液漏斗将引发剂逐步加入反应体系中，升温反应1-5 h，体相明显分层表示反应结束；反应结束后，冷却、静置，取下层液态产物，即为丙烯酸类高分子聚合物增稠剂。
[0010]
上述合成方法中反应的温度为80-150 ℃。
[0011]
上述合成方法中反应时间优选为2-4 h。
[0012]
上述合成方法中反应过程中搅拌速度为100-500 rpm。
[0013]
本发明的有益效果：本发明以脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯为原料，通过与丙烯酸类单体共聚，得到一类新型的丙烯酸类高分子增稠剂。此类增稠剂有很多优点，一方面，与一般的聚合物增稠剂相比，延长了支链，使得该高分子聚合物在表面活性剂溶液体系中的网状结构更紧密，达到增稠的作用；另一方面，与脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠剂相比，该高分子聚合物中更多的支链强化了体系中网状结构的结合力，而且，多样化的亲油基团进一步提升了主表面活性剂的表面活性。
附图说明
[0014]
图1是本发明实施例1合成丙烯酸类增稠剂的红外光谱图。
[0015]
图2是本发明实施例1~6合成的丙烯酸类增稠剂在10wt. %las水溶液中的粘度对比图。
具体实施方式
[0016]
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
[0017]
实施例1：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 3.39 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持50 ℃搅拌，将0.6 g过硫酸铵加入到反应体系中，之后升温至150 ℃继续反应1 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0018]
为了验证本发明所得到的产物为丙烯酸类聚合物增稠剂，采用红外光谱分析仪对产物的结构进行了表征，如图1。由图可见，1635.5 cm-1
处的碳碳双键特征峰并未出现，证明聚合反应较为完全。
[0019]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物增稠剂与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。
[0020]
为了验证本发明所得到的聚合物的增稠效果，将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠剂与本实施例所得的聚合物以相同比例加入las中，体系的粘度分别增加到了875 mpa
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s 和1135 mpa
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s，证明该聚合物不仅有增稠性能，而且比脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠剂效果更佳。
[0021]
实施例2：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸丁酯(aa, 6.02 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持60 ℃搅拌，将0.14 g溴代乙酸乙酯加入到反应体系中，之后升温至130 ℃继续反应2 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0022]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。将本实施例所得的聚合物与las复配以后，体系的粘度增加到了1085 mpa
·
s，证明该聚合物确实有增稠性能。
[0023]
实施例3：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 5.08 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持50 ℃搅拌，将1.0 g过硫酸铵-亚硫酸氢钠加入到反应体系中，之后升温至110 ℃继续反应3 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0024]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。将本实施例所得的聚合物与las复配以后，体系的粘度增加到了1150 mpa
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s，证明该聚合物确实有增稠性能。
[0025]
实施例4：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、甲基丙烯酸(aa, 6.02 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持60 ℃搅拌，将0.5 g过硫酸铵加入到反应体系中，之后升温至90 ℃继续反应4 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0026]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。将本实施例所得的聚合物与las复配以后，体系的粘度增加到了1115 mpa
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s，证明该聚合物确实有增稠性能。
[0027]
实施例5：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、丙烯酸(aa, 6.77 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持40 ℃搅拌，将0.3 g溴代乙酸乙酯加入到反应体系中，之后升温至80 ℃继续反应5 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0028]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。将本实施例所得的聚合物与las复配以后，体系的粘度增加到了1095 mpa
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s，证明该聚合物确实有增稠性能。
[0029]
实施例6：将脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯30 g、甲基丙烯酸(aa, 8.09 g)溶于去离子水中，加入到装有机械搅拌器、温度计的三口圆底烧瓶中，保持50 ℃搅拌，将0.6 g溴代乙酸乙酯
加入到反应体系中，之后升温至150 ℃继续反应1 h。反应结束后，冷却、静置，得到下层液态产物。
[0030]
为了验证本发明所得到的聚合物具有增稠性能，取2wt. %的聚合物与10wt. %las水溶液复配，用ndj-8s数显粘度仪测得其复配前后的粘度变化，如图2。由图可见，在25℃下，las水溶液的粘度基本为零。将本实施例所得的聚合物与las复配以后，体系的粘度增加到了1195 mpa
·
s，证明该聚合物确实有增稠性能。
技术特征：
1.一种丙烯酸类增稠剂，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类单体，以水为溶剂，在引发剂作用下共聚得到聚合物增稠剂，与脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯自聚得到的增稠剂相比具有更强的增稠能力；上述丙烯酸类增稠剂中脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯与丙烯酸类单体的摩尔比为：1:1~2，两种反应单体的总质量与水的质量比为1:1~1:5，引发剂用量占两种反应单体总量的质量分数为0.1~3 %。2.根据权利要求1所述的丙烯酸类增稠剂，其特征在于：丙烯酸类单体是丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯中的一种。3.根据权利要求1所述的丙烯酸类增稠剂，其特征在于：引发剂是溴代乙酸乙酯、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸铵中的一种。4.根据权利要求1所述的丙烯酸类增稠剂，其特征在于：取2wt. %的丙烯酸类增稠剂与10wt. %十二烷基苯磺酸钠las水溶液复配，体系的粘度能达到1050~1200 mpa
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s。5.一种权利要求1~4任一项所述的丙烯酸类增稠剂的合成方法，其特征在于包括以下步骤：取脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯aa-aeo9、丙烯酸类单体和去离子水一次性全部加入装有机械搅拌器、温度计的圆底烧瓶中，利用恒压滴液漏斗将引发剂逐步加入反应体系中，之后升温继续反应1-5 h；体相明显分层表示反应结束，冷却、静置，取下层液态产物得到聚合物增稠剂。6.根据权利要求5所述的丙烯酸类增稠剂的合成方法，其特征在于：反应的温度为80-150 ℃。7.根据权利要求5所述的丙烯酸类增稠剂的合成方法，其特征在于：反应时间为2-4 h。8.根据权利要求5所述的丙烯酸类增稠剂的合成方法，其特征在于：反应过程中搅拌速度为100-500 rpm。
技术总结
本发明公开了一种丙烯酸类增稠剂的合成方法。将摩尔比为1:1~2的脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯和丙烯酸类单体在水中混溶后加到圆底烧瓶中，之后将引发剂过硫酸铵加到反应体系中，升高油浴温度为80-150℃，搅拌速度控制100-500 rpm，反应1-5 h，静置分层，取下层液体得到丙烯酸类增稠剂。本发明通过分子结构设计，得到一种丙烯酸类高分子增稠剂，产品性能优异。优异。优异。
