CN102504228B - 一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法。采用的技术方案是：1、超支化聚合物的单体制备：将丙烯酸甲酯按与二乙醇胺1~3:1的摩尔比滴加到二乙醇胺的甲醇溶液中，15~60℃下搅拌3~6小时，0.01~1MPa压力下抽真空1小时即得；2、超支化聚合物的制备：将三羟甲基丙烷与酸性催化剂115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为9~3：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，100~130℃下搅拌反应1~2小时，在120~150℃，0.01~1MPa压力下旋蒸1~3小时，即得；3、端羟基超支化聚合物在酸性催化剂催化下和带有长链的疏水基团反应制得非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

Description

一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种超支化聚合物乳化剂的制备方法，特别涉及一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法。

背景技术

乳化剂是指改善乳化体系中各种组成之间的表面张力，形成均匀分散体系或乳化体系的物质，是一类具有亲水基和疏水基的表面活性剂。自问世以来，一直受到人们的广泛关注，从普通的日用品到工业的各个领域都得到了广泛的应用。但是随着人们对各种产品的需求不断提高，乳化剂的种类也得到了不断的扩展。其中高分子表面活性剂一直以来都表现出了较好的乳化能力和乳化稳定性，另外，高分子表面活性剂还具有良好分散、凝聚、增容能力、保水作用、增稠作用、成膜性和粘附力，在乳化剂领域得到的广泛的应用，如：吐温系列的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，在很多领域都得到了很好的应用。但是高分子乳化剂通常表现出较低的表面活性，较高的粘度，较差的流动性和去污能力，起泡力和渗透力也都不够好，这为高分子表面活性剂在某些领域的的应用带来了很大的不便，而这些缺点都与高分子的长链状结构有很密切的关系。传统的乳化剂都是基于一端亲水一端亲油的链状表面活性剂结构，或者像双子表面活性剂一样拥有两个亲水亲油基团的表面活性剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法，以改善高分子乳化剂中渗透力不够好，黏度大，流动性不好，分子链易缠结等缺点。

一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法，其工艺步骤依次如下：

1、超支化聚合物的单体制备：将丙烯酸甲酯按照丙烯酸甲酯与二乙醇胺1~3:1的摩尔比滴加到二乙醇胺的甲醇溶液中，15~60℃下搅拌3~6小时，0.01~1MPa压力下抽真空1小时，得到超支化聚合物的单体，备用。

2、超支化聚合物的制备：将三羟甲基丙烷与酸性催化剂115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为9~3：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，100~130℃下搅拌反应1~2小时，转入旋转蒸发仪在120~150℃，0.01~1MPa压力下旋蒸1~3小时，得到端羟基超支化聚合物，其中酸性催化剂的质量分数为总质量的0.5~4%；

3、超支化聚合物乳化剂的制备：所述步骤2中得到的端羟基超支化聚合物在酸性催化剂催化下和带有长链的疏水基团反应制得一种亲水基团为羟基，疏水基团为长链烷烃的非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

如1，上述第3步中的带有长链的疏水基团是指含有羧基或者酰氯的脂肪酸或者脂肪酰氯及能与羟基反应的长链基团，将端羟基型的超支化聚合物与带有长链的疏水基团按1~9:1的摩尔比混合，在100~150℃，0.01~1MPa条件下反应1~5小时，制得一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

上述酸性催化剂是指浓硫酸、对甲苯磺酸或者干燥的盐酸。

相对于现有技术，本发明在已合成的端羟基超支化聚合物的末端基团上部分引入带有长链的疏水基团，利用超支化聚合物端羟基亲水性及长链的疏水性能，在溶液中形成稳定的乳液。由于超支化聚合物的椭球型结构容易形成稳定的单分子胶束，同时多端亲水疏水的特性使得其具有较好的表面活性剂，以及超支化聚合物的空腔结构可以很好的实现乳化的稳定性。从而得到多端亲水疏水的超支化-线性聚合物乳化剂。

具体实施方式：

实例1：

首先将1mol二乙醇胺溶于一定量甲醇，滴加2mol丙烯酸甲酯，35℃下搅拌4小时，0.08MPa下真空抽滤1小时，得到制备超支化聚合物的单体。

将三羟甲基丙烷与对甲苯磺酸115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为6：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，100℃下搅拌反应1小时，转入旋转蒸发仪在120℃，0.01MPa压力下旋蒸3小时，得到端羟基超支化聚合物，其中对甲苯磺酸的质量分数为总质量的2%；

将端羟基超支化聚合物与油酸按3:1的摩尔比混合，在100℃，压力为0.01MPa压力下旋蒸3小时。得到非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

实例2：

将1mol二乙醇胺溶于一定量甲醇，滴加3mol丙烯酸甲酯，15℃搅拌反应6小时，0.5MPa压力下抽真空1小时，得到制备超支化聚合物的单体，

将三羟甲基丙烷与对甲苯磺酸115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为4：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，110℃下搅拌反应1.5小时，转入旋转蒸发仪在130℃，0.1MPa压力下旋蒸1.5小时，得到端羟基超支化聚合物，其中对甲苯磺酸的质量分数为总质量的0.5%；

将超支化聚合物和硬脂酸按2:1的比例，在140℃，0.05MPa压力下旋蒸5小时，得到非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

实例3：

将二乙醇胺溶于一定量的甲醇，将丙烯酸甲酯按照丙烯酸甲酯与二乙醇胺摩尔比为2:1的比例滴加至二乙醇胺的甲醇溶液中，35℃下搅拌4小时，压力为 0.1MPa的压力下抽真空1小时，得到制备超支化聚合物的单体。

将三羟甲基丙烷与干燥的盐酸115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为3：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，130℃下搅拌反应1.5小时，转入旋转蒸发仪在150℃，0.5MPa压力下旋蒸3小时，得到端羟基超支化聚合物，其中对甲苯磺酸的质量分数为总质量的4%；

将棕榈酰氯按照端羟基超支化聚合物与棕榈酰氯摩尔比为5：1的比例加入烧瓶中，150℃，1MPa压力下旋转蒸发1小时，得到非离子型超支化-线性聚合物表面活性剂。

实例4：

将二乙醇胺与甲醇按照体积比为1:1的比例混合均匀，滴加丙烯酸甲酯，其中丙烯酸甲酯与二乙醇胺摩尔比为3:1，45℃条件下搅拌反应3小时，1MPa压力下抽真空1小时，得到超支化聚合物的单体，备用。

将三羟甲基丙烷与浓硫酸115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为3：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，115℃下搅拌反应1.5小时，转入旋转蒸发仪在130℃，1MPa压力下旋蒸1小时，得到端羟基超支化聚合物，其中浓硫酸的质量分数为总质量的2%；

将油酰氯与端羟基超支化聚合物摩尔比为3:1 的油酰氯滴加到上述超支化聚合物中，110℃，0.01MPa条件下反应2小时，得到非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

实例5：

将二乙醇胺与甲醇按照体积比为1:2的比例混合均匀，滴加丙烯酸甲酯，其中丙烯酸甲酯与二乙醇胺摩尔比为2:1，60℃条件下搅拌反应3小时，0.01MPa压力下抽真空1小时，得到超支化聚合物的单体，备用。

将三羟甲基丙烷与浓硫酸115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为9：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，115℃下搅拌反应2小时，转入旋转蒸发仪在130℃，0.05MPa压力下旋蒸1小时，得到端羟基超支化聚合物，其中浓硫酸的质量分数为总质量的3%；

将十八酰氯与端羟基超支化聚合物摩尔比为5:1的十八酰氯滴加到上述超支化聚合物中，115℃，0.01MPa条件下反应4小时，得到非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。

Claims (2)

1.一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法，其特征在于：其工艺步骤依次如下：

1）超支化聚合物的单体制备：将丙烯酸甲酯按照丙烯酸甲酯与二乙醇胺1~3:1的摩尔比滴加到二乙醇胺的甲醇溶液中，15~60℃下搅拌3~6小时，0.01~1MPa压力下抽滤1小时，得到超支化聚合物的单体，备用；

2）超支化聚合物的制备：将三羟甲基丙烷与酸性催化剂115℃下搅拌混合，然后按照上述单体与三羟甲基丙烷摩尔比为9~3：1的比例滴加单体至三羟甲基丙烷中，100~130℃下搅拌反应1~2小时，转入旋转蒸发仪在120~150℃，0.01~1MPa压力下旋蒸1~3小时，得到端羟基超支化聚合物，其中酸性催化剂的质量分数为总质量的0.5~4%；

3）超支化聚合物乳化剂的制备：所述步骤2中得到的端羟基超支化聚合物在酸性催化剂催化下和带有长链的疏水基团反应制得一种亲水基团为羟基，疏水基团为长链烷烃的非离子型超支化-线性聚合物乳化剂；

所述酸性催化剂是指浓硫酸、对甲苯磺酸或者干燥的盐酸。

2.如权利要求1所述的一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂的制备方法，其特征在于：上述第3）步中的带有长链的疏水基团是指含有羧基或者酰氯的脂肪酸或者脂肪酰氯及能与羟基反应的长链基团，将端羟基型的超支化聚合物与带有长链的疏水基团按1~9:1的摩尔比混合，在100~150℃，0.01~1MPa条件下反应1~5小时，制得一种非离子型超支化-线性聚合物乳化剂。