一种梳型高分子分散剂及制备方法技术

一种梳型高分子分散剂,其特征在于分子式结构如下：其中，m为10至20的整数，R1、R3、R4为H或甲基，R2为C4-C12的烷基，a、b、c为大于零的整数。本发具有明绿色、节能、水溶性适中，固含量高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于洗涤用品工业的添加剂
，主要涉及可用于分散固体颗粒的梳型高分子分散剂及其制备方法。
技术介绍
表面活性剂是洗涤剂中去污的主要成分，一般以直链的烷基磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)等阴离子表面活性剂和脂肪醇聚环氧乙烯醚(AEO)等非离子表面活性剂复合而成。在洗涤过程中，部分阴离子表面活性剂，如LAS会与水中大量的Ca2+、Mg2+结合发生沉淀，沉积到织物表面，这些沉积晶粒会进去衣物的纤维网状结构，不仅造成衣物的板结，还会由于表面活性剂失活而降低洗涤效果。高分子表面活性剂可以抑制CaCO3晶体的生成或者形成能够悬浮于水中的较小晶粒，使晶体在纤维表面的沉积量降低，抗板结能力提高。专利CN104327203A描述以丙烯酸为聚合单体，以水为溶剂，采用氧化-还原型引发剂，制备了聚丙烯酸钠分散剂。其特征在于产物相比于市场上聚丙烯酸钠分散性能优异，生产过程中未使用大量的链转移剂，省去了蒸馏低碳醇链转移剂的过程。但是聚合过程中所用单体的质量浓度较低，设备利用率不高，而且聚合产物的电荷密度相对较低，在高硬度水中，分散效果一般。在特开昭56-55407(日本国公开特许公报)公布了丙烯酸盐系列低分子聚合物的制备方法，由于分子中磺基的引入，产物的电荷密度和电荷强度均明显增加，使产物的分散性和螯合能力都得到很大提高。但是该方法所用的单体为丙烯酸盐的溶液体系，当反应体系浓度过高，粘度明显升高，反应不易控制，所以要求单体浓度较低，制造效率相对较低。专利CN1367200A描述了一种以丙烯酸马来酸(酐)聚合物与硅酸钠在水溶液中经过聚合反应，形成的具有表面活性的硅烷基的硅酸、硅酸钠、丙烯酸-马来酸酐共聚物(或丙烯酸均聚物)的钠盐的复合体。产物吸附能力强，分散性好，对钙镁离子有较好的交换能力及抗再沉淀的性能。虽然产物性能较好，但是与上述两种种聚合产物相似，聚合产物含水量都较大，后续蒸馏处理仍需要耗费大量的能量。相比于常用洗涤分散剂聚丙烯酸钠，梳型聚合物中羧酸链的存在保证了聚合物可以较好得吸附在固体颗粒表面；支链中较长乙氧基链等基团的引入，使聚合物支化程度提高，聚合物吸附在固体表面以后，乙氧基链使空间位阻增强，可以使产物的分散稳定性性提高；而一些疏水基团的引入具有诸多优点：首先疏水基引入，使产物具有一定的表面活性、产物的支化程度提高，赋予聚合产物一定的分散性能；其次适量疏水基的引入可以对产物的水溶性起到一定的调节作用，在水乳液合成过程中，可以使产物的固含量提高；此外，在超浓缩洗涤剂中添加此类带有疏水的梳型聚合物，疏水基插入到球型层状液晶的表面活性剂之间，而亲水基则在层状液晶的外侧，使得亲水基不仅具有渗透作用，还具有空间位阻作用，使洗涤剂体系更为稳定。通过控制反应条件，调控梳型聚合的分子量和单体配比，得到合适的聚合产物。可以预见此类梳型聚合物添加在洗涤剂中，可以起到好的分散效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的技术缺陷，提供一种绿色、节能、水溶性适中，固含量高的梳型高分子分散剂及制备方法。本专利技术的合成路径如下：其中，m为10至20的整数，R1、R3、R4为H或甲基，R2为C4-C12的烷基，a、b、c为大于零的整数。所述梳型高分子分散剂按照下述步骤制备的：(1)将1/3体积的混合单体、乳化剂、链转移剂、引发剂，蒸馏水混合，搅拌、升温至65-80℃，反应约1h后开始滴加剩余的混合单体，40min-60min滴完，继续保温反应4-6小时；(2)停止加热，冷却至室温，去除上层水层，得到梳型高分子分散剂。如上所述，各物料质量组成为：混合单体10％-40％，乳化剂0.4％-2％，引发剂1％-3％，链转移剂2％-4％，蒸馏水51％-85％，所述聚合温度为65-80℃，反应易于控制，不易发生爆聚。所述混合单体由A1、A2和A3组成，其中A1占混合单体质量分数为20％-50％，A2占混合单体质量分数为20-50％，A3占混合单体质量分数为20％-40％。所述A1、A2和A3组成的结构如下：所述乳化剂是阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配型乳化剂，其中阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂质量比为1:4-5:1，优选为1:2-2:1。阴离子表面活性剂中烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)中的一种或几种，非离子表面活性剂为糖基酰胺改性聚硅氧烷、炔二醇乙氧化物聚醚共改性硅氧烷中的一种或几种。所述引发剂为过硫酸盐，水溶性偶氮引发剂中的一种或几种。过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵等；水溶性偶氮引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐等。所述链转移剂为异丙醇、巯基醇、亚硫酸氢盐一种或几种。在本专利技术所述的梳型高分子分散剂合成中，单体配比、引发剂和链转移剂的量可根据实际需要而选用。根据本专利技术提供的方法，通过自由基聚合所得的梳型高分子分散剂具有不易暴聚、产品易于分离、固含量高的优点。本专利技术提供的梳型高分子分散剂，对固体颗粒具有高的分散性。将其作为洗涤分散剂使用，可以使晶粒悬浮于水中，使晶体在纤维表面的沉积量降低，抗板结能力提高，在洗涤剂行业具有潜在的应用价值。本专利技术与现有合成方法相比具有如下优势：(1)本专利技术采用水为溶剂，合成方法简单易行，工艺更为绿色；(2)本专利技术采用乳液聚合所得聚合物乳液水溶性适中，可以和水自然分离，固含量高，省去复杂、耗能的除水工艺，更加节能；(3)本专利技术所得梳型高分子分散剂对固体颗粒的分散量大，且分散稳定性好。附图说明图1为本专利技术实施例1合成产物1#的的红外光谱图；图2为本专利技术四个实施例，所得合成产物对CaCO3的分散粒度及其分布图；图3为本专利技术实施例1，所得合成产物分散CaCO3的透射电镜图。图4为本专利技术实施例2，所得合成产物分散CaCO3的透射电镜图。图5为本专利技术实施例3，所得合成产物分散CaCO3的透射电镜图。图6为本专利技术实施例4，所得合成产物分散CaCO3的透射电镜图。具体实施方式以下举出具体实例对本专利技术专利进行说明，但本专利技术并不仅限于以下实施例。本专利技术实施例所得梳型高分子分散剂的分散性能测试方法，主要是通过对CaCO3的分散量及其稳定性测定，测定方法如下：称取1g聚合物盐产物，溶解于100ml具塞量筒内，称取2g CaCO3粉末，上下剧烈震荡100次，于室温静置30min，在50mL处移取20mL分散液于锥形瓶中，加65mL水，10mL 1moL/L的HCl溶液，用0.5mol/L的NaOH标液滴定。分散量＝100.09C(V0-V1)/(2m×20％)式中，C——NaOH的标液浓度；m——聚合物试样的质量；V0——滴定空白耗用的标液体积(mL)；V1——滴定样品耗用的标液体积(mL)。计算所得单位为mg/g，所得结果越大，说明聚合物对颗粒的分散量越大。CaCO3分散粒度及其分布测定：使用粒度分析仪对稳定三天后的分散体系进行粒度及分布测试。CaCO3分散粒径分布直形貌：采用透射电镜TEM对稳定三天后的分散体系进行形貌观察。实施例1所用单体为A1：丙烯酸，A2：丙烯酸异辛酯，A3：聚合度为20的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯，其中A1：A2：A3＝3:1:6，其它物质用量、反应条件及制备过程如下：将12g丙烯酸、4g丙烯酸异辛酯、24g聚合度为20的聚乙二醇甲醚甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梳型高分子分散剂,其特征在于分子式结构如下：其中，m为10至20的整数，R1、R3、R4为H或甲基，R2为C4‑C12的烷基，a、b、c为大于零的整数。

【技术特征摘要】
1.一种梳型高分子分散剂,其特征在于分子式结构如下：其中，m为10至20的整数，R1、R3、R4为H或甲基，R2为C4-C12的烷基，a、b、c为大于零的整数。2.如权利要求1所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将1/3体积的混合单体、乳化剂、链转移剂、引发剂，蒸馏水混合，搅拌、升温至65-80℃，反应约1h后开始滴加剩余的混合单体，40-60min滴完，继续保温反应4-6小时；(2)停止加热，冷却至室温，去除上层水层，得到梳型高分子分散剂。3.如权利要求2所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法，其特征在于各物料质量组成为：混合单体10％-40％，乳化剂0.4％-2％，引发剂1％-3％，链转移剂2％-4％，蒸馏水51％-85％。4.如权利要求2所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法，其特征在于所述混合单体由A1、A2和A3组成，其中A1占混合单体质量分数为20％-50％，A2占混合单体质量分数为20-50％，A3占混合单体质量分数为20％-40％。5.如权利要求4所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法，其特征在于所述A1的结构如下：6.如权利要求4所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法，其特征在于所述A2的结构如下：7.如权利要求4所述的一种梳型高分子分散剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万绪，白艳云，马晓原，杜志平，王国永，
申请(专利权)人：中国日用化学工业研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14