一种梳状高分子表面活性剂及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种梳状高分子表面活性剂及其合成方法，其技术方案包括步骤S1：将酸酐共聚物、聚氧乙烯醚和低分子化合物混合并且加热进行接枝反应，反应结束之后，依次进行冷却、减压抽滤和真空干燥得到产物1；步骤S2：将产物1加入碱性试剂中和成盐，得产物2；步骤S3：产物2包含另一个羟值或氨基的低分子化合物与聚氧乙烯醚进行醚化或与脂肪酸进行酰胺化反应，消除羟基或氨基活性基团，得到目标产物，梳状高分子表面活性剂在分子结构上有两个部分，一部分是锚固基团，与不溶性高分子链段形成锚定作用；另一部分溶剂化链段，其与分散介质具有良好的相溶性，兼具分散和乳化性能。兼具分散和乳化性能。兼具分散和乳化性能。

Comb shaped polymer surfactant and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种梳状高分子表面活性剂及其合成方法


[0001]本专利技术涉及高分子表面活性剂领域，尤其涉及一种梳状高分子表面活性剂及其合成方法。

技术介绍

[0002]聚苯乙烯马来酸酐
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聚乙二醇单甲醚和聚丙烯酸马来酸酐
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聚乙二醇单甲醚等为代表的聚乙二醇单甲醚为侧链的两亲接枝共聚物，具有类似梳子的结构并能够降低水的表面张力，特殊的结构组成使梳型两亲聚合物在溶液中具有优良的性能。由于梳状高分子助剂的特性，梳状高分子助剂常常运用于涂料、色浆、油墨、印染等行业的分散剂，用于无机颜料、有机颜料、炭黑、珠光粉、铝粉、导电粉等的分散。
[0003]随着目前全球粮食紧张情况的蔓延，市场对于农药的质量和产量的要求越来高，相应地也刺激着农药相关用剂的研发。目前在农药领域所用的分散剂可为烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐、环氧乙烷烷基苯基醚；粒剂所用分散剂可为烷基苯磺酸盐、聚碳酸酯、二辛基磺基水杨酸盐等。乳化剂主要以聚氧乙烯醚类的聚醚为主。但是使用的助剂功能单一，不能同时兼具乳化和分散的功能。
[0004]但是在农药领域中，很少见到关于梳状高分子助剂使用，原因在于传统的梳状高分子助剂表面活性剂的分子量小，烯烃链段为亲油基团一般不超过18个碳原子，表面活性剂吸附于固体表面，烯烃基团不能形成足够厚度的保护层，斥力大于范德华力易脱附发生分水或絮凝现象。
[0005]所有基于目前的需求，需要设计一种新的梳状高分子助剂，兼具有乳化和分散两种功能。
专利
技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种梳状高分子表面活性剂及其合成方法，其优点在于选用两个聚氧乙烯醚结构片段接枝到聚合物上，提高聚合物的亲水亲油HLB值，提高聚合物的亲水性，使高分子梳型表面活性剂同时具有乳化性和分散性，解决大部分农药水悬体系的乳化分散问题。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种梳状高分子表面活性剂，其特征在于，其结构式为：
[0009][0010]其中，m、n为1～10的整数，交替聚合；
[0011]x、z为10～100的整数；
[0012]y为1～5的整数；
[0013]R1基团为氢基(H)，或甲基(CH3)，或乙基(CH2CH3)，或苯基
[0014]R2基团为氢基(H)，或酯基或羟乙酯基
[0015]R3基团为甲基(CH3)，或丁基
[0016]R4基团为OH,或NH2；
[0017]R5基团醚基(
‑
O
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)，或酰胺基
[0018]一种梳状高分子表面活性剂的合成方法，包括以下步骤：
[0019]包括以下步骤：
[0020]步骤S1：将酸酐共聚物、聚氧乙烯醚和低分子化合物混合并且加热进行接枝反应，反应结束之后，依次进行冷却、减压抽滤和真空干燥得到产物1；
[0021]步骤S2：将产物1加入碱性试剂中和成盐，得产物2；
[0022]步骤S3：产物2包含另一个羟值或氨基的低分子化合物与聚氧乙烯醚进行醚化或与脂肪酸进行酰胺化反应，消除羟基或氨基活性基团，得到目标产物。
[0023]进一步的，所述酸酐共聚物为丙烯酸聚合物、或丙烯酸酯聚合物、或苯乙烯与酸酐反应得到的二元聚合物或三元聚合物；所述酸酐共聚物的分子量范围是1000～10000。
[0024]进一步的，所述丙烯酸聚合物为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺中的一种或两种与酸酐进行聚合反应得到的二元聚合物或三元聚合物。
[0025]进一步的，所述丙烯酸酯聚合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
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甲基丙烯酸甲酯、
2
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甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2一乙基己基酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种与酸酐进行聚合反应得到的二元聚合物或三元聚合物。
[0026]进一步的，所述酸酐为含有碳碳双键的有机酸酸酐，所述酸酐包括乙酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、苯甲酸酐、丙烯酸酐、3
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甲基邻苯二甲酸酐。
[0027]进一步的，所述聚氧乙烯醚包括聚氧乙烯或聚氧乙烯、聚氧丙烯共聚物主链的一元醇、二元醇，聚氧乙烯醚与酸酐共聚物进行酯化或酰胺化反应，将亲水基团接枝主链结构上，所得共聚物的分子量范围是200～5000。
[0028]进一步的，所述脂肪酸为具有乳化功能的有机酸，芳香酸和或脂肪酸。
[0029]进一步的，所述低分子化合物为分子量1000以内的低分子量二醇及其聚合物或二胺及其聚合物，所述低分子化合物包括乙二醇、丙二醇、双酚A、二乙烯三胺、二邻氯二苯胺甲烷、4，4
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二氨基二环己基甲烷。
[0030]进一步的，所述碱性试剂包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、氨水。
[0031]进一步的，在步骤S1中，聚氧乙烯醚与酸酐共聚先进行反应，反应至一定酸值再投入小分子化合物进行反应；或聚氧乙烯醚与小分子化合物先进行反应，反应至一定酸值再投入聚氧乙烯醚进行反应；
[0032]在步骤S1中，反应温度范围是70～160℃。
[0033]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1.精心设计梳状高分子表面活性剂的分子结构，分子的分子量大，并且在分子结构上设计有锚固基团，通过氢键、极性基团、与不溶性高分子链段形成锚定等作用，以单点或多点锚固将分散剂紧紧地吸附于固体颗粒表面，通过空间位阻和静电斥力使固体颗粒间保持稳定额相对距离防止絮凝。
[0035]2.分子结构上设计有溶剂化链段，溶剂化链与分散介质具有良好的相溶性，在分散介质中采取比较伸展的构象，当吸附有超分散剂的颗粒相互靠近时，由于溶剂化链的空间障碍而使颗粒相互弹开，从而实现颗粒在介质中的稳定分散。
[0036]3.通过聚氧乙烯醚、小分子化合物与酸酐共聚物进行接枝反应，用碱性试剂中和剩余的羧基，小分子化合物含的另一个羟值或氨基与聚氧乙烯醚进行醚化或酰胺化反应，以消除羟基或氨基活性基团，反应目的确定，中间副产物少，并且在70～160℃的温度下就能反应，反应条件温和。
附图说明
[0037]图1是梳状高分子表面活性剂合成方法的步骤示意图。
[0038]图2梳状高分子表面活性剂的红外谱图。
具体实施方式
[0039]实施例1：
[0040]一种梳状高分子表面活性剂，其结构式为：
[0041][0042]其中，m、n为1～10的整数，交替聚合；
[0043]x、z为10～100的整数；
[0044]y为1～5的整数；
[0045]R1基团为氢基(H)，或甲基(CH3)，或乙基(CH2CH3)，或苯基
[0046]R2基团为氢基(H)，或酯基或羟乙酯基
[0047]R3基团为甲基(CH3)，或丁基
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梳状高分子表面活性剂，其特征在于，其结构式为：其中，m、n为1～10的整数，交替聚合；x、z为10～100的整数；y为1～5的整数；R1基团为氢基(H)，或甲基(CH3)，或乙基(CH2CH3)，或苯基R2基团为氢基(H)，或酯基或羟乙酯基R3基团为甲基(CH3)，或丁基R4基团为OH,或NH2；R5基团醚基(
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O
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)，或酰胺基2.一种如权利要求1所述的梳状高分子表面活性剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将酸酐共聚物、聚氧乙烯醚和低分子化合物混合并且加热进行接枝反应，反应结束之后，依次进行冷却、减压抽滤和真空干燥得到产物1；步骤S2：将产物1加入碱性试剂中和成盐，得产物2；步骤S3：产物2包含另一个羟值或氨基的低分子化合物与聚氧乙烯醚进行醚化或与脂肪酸进行酰胺化反应，消除羟基或氨基活性基团，得到目标产物。3.根据权利要求2所述的梳状高分子表面活性剂的合成方法，其特征在于：所述酸酐共聚物为丙烯酸聚合物、或丙烯酸酯聚合物、或苯乙烯与酸酐反应得到的二元聚合物或三元聚合物；所述酸酐共聚物的分子量范围是1000～10000。4.根据权利要求3所述的梳状高分子表面活性剂的合成方法，其特征在于：所述丙烯酸
聚合物为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺中的一种或两种与酸酐进行聚合反应得到的二元聚合物或三元聚合物。5.根据权利要求4所述的梳状高分子表面活性剂的合成方法，其特征在于：所述丙烯酸酯聚合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
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甲基丙烯酸甲酯、2
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甲基丙烯酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张前军，吴燕芳，
申请(专利权)人：无锡颐景丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：