CN115417945B - 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法 - Google Patents

超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115417945B
CN115417945B CN202211126255.3A CN202211126255A CN115417945B CN 115417945 B CN115417945 B CN 115417945B CN 202211126255 A CN202211126255 A CN 202211126255A CN 115417945 B CN115417945 B CN 115417945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
attapulgite
ultrasonic
water
polyacrylic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211126255.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115417945A (zh
Inventor
彭勇刚
汪媛
纪俊玲
黎珊
陶永新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN202211126255.3A priority Critical patent/CN115417945B/zh
Publication of CN115417945A publication Critical patent/CN115417945A/zh
Priority to PCT/CN2023/107813 priority patent/WO2023241730A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115417945B publication Critical patent/CN115417945B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/32—Polymerisation in water-in-oil emulsions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/56—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/02—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof, e.g. maleic acid or itaconic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/04—Anhydrides, e.g. cyclic anhydrides
    • C08F222/06—Maleic anhydride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/346—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10—Encapsulated ingredients
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/38—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using reactive dyes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
    • D06P1/5207—Macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06P1/525—Polymers of unsaturated carboxylic acids or functional derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
    • D06P1/5207—Macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06P1/525—Polymers of unsaturated carboxylic acids or functional derivatives thereof
    • D06P1/5257—(Meth)acrylic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/673—Inorganic compounds
    • D06P1/67383—Inorganic compounds containing silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明属于新材料领域，具体公开了一种超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，首先利用超声的活化、分散作用对凹凸棒石棒晶进行解离，然后在超声辐照下引发聚合，实现对解离凹凸棒石的聚合物包覆，改善其与聚合物基体的相容性；在反相乳液聚合过程中采用超声辐照替代传统搅拌，同时选用2‑丙烯酰胺‑2‑甲基‑丙磺酸与丙烯酸类单体共聚，所得复合增稠剂增稠性能优异，耐电解质性能好。

Description

超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法。
背景技术
聚丙烯酸增稠剂是印花增稠剂的重要品种，具有添加量少、流变性好、印花效果佳等优点，但聚丙烯酸大分子链上含有大量阴离子，使其对电解质敏感，遇盐类电解质后，粘度大幅下降，必须通过增大用量才能满足印花工艺要求；这不仅增大了使用成本，而且增加了印花后织物的水洗次数。
凹凸棒石粘土(简称凹土)是一种以凹凸棒石为主要成分的多孔型链层状含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。天然凹凸棒石棒晶大多以柴垛状聚集，聚集的凹凸棒石棒晶很难在水中良好分散，棒晶间不能形成稳定的胶体网络结构。完全解离的凹凸棒石悬浮液最大粘度可达到2800mPa·s，但解离的凹凸棒石棒晶易二次聚集。将凹凸棒石与聚丙烯酸复合，可获得性能优异的聚丙烯酸/凹土复合增稠剂，但凹凸棒石与聚合物基体良好相容是成功的关键。
发明内容
本发明的目的是：提供一种超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，该方法首先利用超声波的活化、分散、引发聚合等多重功能，实现凹凸棒石解离、单体在解离凹凸棒石棒晶表面的包覆改性；然后在改性凹凸棒石存在条件下，采用反相乳液聚合，制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂。
本发明提供的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，包括以下步骤：
(1)将凹凸棒石粘土和去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1-2cm，在900W-1200W功率下，超声处理30-60min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15-45℃，随后加入引发剂、非离子单体和硅烷偶联剂的混合溶液，调节超声波输出功率至450-600W，超声辐照30-60min，制备改性凹土悬浊液；
其中，凹凸棒石粘土与去离子水的质量体积比为1:20-1:30g/mL；
非离子单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种，非离子单体质量占凹凸棒石粘土质量的0.5％-1.0％；
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种，其质量占凹凸棒石粘土质量的1.0％-2.0％；
引发剂为萜烷过氧化氢、异丙苯过氧化氢、特戊基过氧化氢中的一种，其质量占非离子单体和硅烷偶联剂总质量的0.5％-1.0％。
(2)将丙烯酸类单体、水溶性单体溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6-7，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用；
其中，丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐中的一种；水溶性单体为2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸，其质量占丙烯酸类单体质量的5％-10％；去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量15-30％。
(3)搅拌条件下，将溶剂油、油包水型乳化剂、交联剂、改性凹土悬浊液、步骤(2)所得水相溶液混合均匀，再用均质机均质2-5min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1-2cm，在450-600W超声功率下，超声反应30-60min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15-45℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40-50％，冷却至室温，加入水包油型乳化剂，搅拌均匀即可。
其中，交联剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种，交联剂质量占丙烯酸类单体质量的0.5％-1.0％。
溶剂油为埃克森美孚异构烷烃Isopar C/E/G/H/L/M中的一种，其质量与丙烯酸类单体质量之比为:1:0.25-1:0.6；
油包水型乳化剂为span80或span60，其质量占溶剂油质量的3％-5％；
改性凹土悬浊液质量占丙烯酸类单体质量的20％-40％。
水包油型乳化剂为Tween60、Tween80、AEO-9中的一种，其用量占丙烯酸类单体质量的3-5％。
本发明首先利用超声的活化、分散作用对凹凸棒石棒晶进行解离，然后在超声辐照下引发聚合，实现对解离凹凸棒石的聚合物包覆；氢过氧化物具有两亲性，端羟基吸附在凹凸棒石表面，并与其表面的羟基进行一定程度的缩合，在超声的作用下，过氧键断裂，在凹土表面产生活性中心，引发非离子单体在凹土表面聚合；硅烷偶联剂水解形成的硅醇极易与凹土表面的羟基缩合，形成强化学键作用，并引入双键参与聚合反应。
本发明的有益效果是：
(1)采用超声辐照聚合，在凹土表面包覆聚合物，提高其与聚丙烯酸的相容性。
(2)选用2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸与丙烯酸类单体共聚，改善聚丙烯酸类增稠剂的增稠性能和耐电解质性能。
附图说明：
图1实施例1所得增稠剂的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)将5g凹凸棒石粘土和100mL去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1cm，在900W功率下，超声处理60min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15℃，随后加入凹凸棒石粘土质量0.5％的丙烯酸羟乙酯，占凹凸棒石粘土质量1.0％的乙烯基三乙氧基硅烷，占丙烯酸羟乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷总质量0.5％的萜烷过氧化氢，调节超声波输出功率至450W，超声辐照60min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将丙烯酸、占丙烯酸质量5％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸，溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量15％；
(3)搅拌条件下，将占丙烯酸质量0.5％的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯，埃克森美孚异构烷烃Isopar C，其质量与丙烯酸质量之比为1:0.25；占Isopar C质量3％的span80，占丙烯酸质量20％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质2min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1cm，在450W超声功率下，超声反应60min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40％，冷却至室温，加入占丙烯酸质量的3％的Tween60，搅拌均匀即可。
比较例1
(1)将丙烯酸、占丙烯酸质量5％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸，溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(1)和步骤(2)原料总重量15％；
(2)搅拌条件下，将占丙烯酸质量0.5％的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯，埃克森美孚异构烷烃Isopar C，其质量与丙烯酸质量之比为1:0.25；占Isopar C质量3％的span80，占丙烯酸质量1.0％的凹土，混合均匀，再用均质机均质2min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1cm，在450W超声功率下，超声反应60min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40％，冷却至室温，加入占丙烯酸质量的3％的Tween60，搅拌均匀即可。
比较例2
(1)将5g凹凸棒石粘土和100mL去离子水加入到四口烧瓶中，2000转/分高速搅拌60min，随后加入凹凸棒石粘土质量0.5％的丙烯酸羟乙酯，占凹凸棒石粘土质量1.0％的乙烯基三乙氧基硅烷，占丙烯酸羟乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷总质量0.5％的萜烷过氧化氢，水浴加热至78℃引发聚合，反应60min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将丙烯酸、占丙烯酸质量5％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量15％；
(3)搅拌条件下，将占丙烯酸质量0.5％的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯，埃克森美孚异构烷烃Isopar C，其质量与丙烯酸质量之比为1:0.25；占Isopar C质量3％的span80，占丙烯酸质量20％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质2min，将均质完成的乳液转至四口烧瓶中，300转/分搅拌条件下，升温至60℃，保温60min，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40％，冷却至室温，加入占丙烯酸质量的3％的Tween60，搅拌均匀即可。
比较例3
(1)将5g凹凸棒石粘土和100mL去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1cm，在900W功率下，超声处理60min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15℃，随后加入凹凸棒石粘土质量0.5％的丙烯酸羟乙酯，占凹凸棒石粘土质量1.0％的乙烯基三乙氧基硅烷，占丙烯酸羟乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷总质量0.5％的萜烷过氧化氢，调节超声波输出功率至450W，超声辐照60min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将丙烯酸溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量15％；
(3)搅拌条件下，将占丙烯酸质量0.5％的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯，埃克森美孚异构烷烃Isopar C，其质量与丙烯酸质量之比为1:0.25；占Isopar C质量3％的span80，占丙烯酸质量20％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质2min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1cm，在450W超声功率下，超声反应60min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40％，冷却至室温，加入占丙烯酸质量的3％的Tween60，搅拌均匀即可。
实施例2
(1)将5g凹凸棒石粘土和150mL去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中2cm，在1200W功率下，超声处理30min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在45℃，随后加入占凹凸棒石粘土质量1.0％的甲基丙烯酸羟乙酯，占凹凸棒石粘土质量2.0％的乙烯基三甲氧基硅烷，占甲基丙烯酸羟乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷总质量1.0％的异丙苯过氧化氢，调节超声波输出功率至600W，超声辐照30min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将甲基丙烯酸，占甲基丙烯酸质量10％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸，溶于去离子水中，用氨水调节pH值至7，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量30％；
(3)搅拌条件下，将占甲基丙烯酸质量的1.0％交联剂1,4-丁二醇二丙烯酸酯，埃克森美孚异构烷烃Isopar E，其质量与甲基丙烯酸单体质量之比为1:0.6；占Isopar E质量5％的span60，占甲基丙烯酸质量40％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质5min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中2cm，在600W超声功率下，超声反应30min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在45℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量50％，冷却至室温，加入占甲基丙烯酸质量5％的Tween80，搅拌均匀即可。
实施例3
(1)将5g凹凸棒石粘土和120mL去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1.5cm，在1000W功率下，超声处理45min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在30℃，随后加入占凹凸棒石粘土质量0.75％的丙烯酰胺，占凹凸棒石粘土质量1.5％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，占丙烯酰胺和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷总质量0.75％的特戊基过氧化氢，调节超声波输出功率至500W，超声辐照45min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将马来酸，占马来酸质量7.5％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6.5，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量25％；
(3)搅拌条件下，将占马来酸质量0.75％的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯、埃克森美孚异构烷烃Isopar G，其质量与马来酸质量之比为:1:0.5；占Isopar G质量4％的span80，占马来酸质量30％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质3min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1.5cm，在500W超声功率下，超声反应45min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在30℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量45％，冷却至室温，加入占马来酸质量4％的AEO-9，搅拌均匀即可。
实施例4
(1)将5g凹凸棒石粘土和115mL去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1.2cm，在1100W功率下，超声处理40min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在35℃，随后加入占凹凸棒石粘土质量0.6％的丙烯酸羟乙酯，占凹凸棒石粘土质量1.2％的乙烯基三甲氧基硅烷，占丙烯酸羟乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷总质量0.6％的异丙苯过氧化氢，调节超声波输出功率至550W，超声辐照40min，制备改性凹土悬浊液；
(2)将马来酸酐、占马来酸酐质量6％的2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用，去离子水的质量占步骤(2)和步骤(3)原料总重量20％；
(3)搅拌条件下，将占马来酸酐质量0.6％的交联剂1,4-丁二醇二丙烯酸酯、埃克森美孚异构烷烃Isopar H，其质量与马来酸酐质量之比为1:0.4；占Isopar H质量3.5％的span60，占马来酸酐质量35％的改性凹土悬浊液，混合均匀，再用均质机均质4min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1.2cm，在550W超声功率下，超声反应40min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在35℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量42％，冷却至室温，加入占马来酸酐质量3.5％的Tween80，搅拌均匀即可。
实施例5
准确称取2g增稠剂，加入98g蒸馏水，搅拌并滴加0.2mL氨水，充分搅拌配成质量分数2％的白浆。用Brookfield DV-Ⅱ+Pro粘度计，在恒定转速10转/分(6号转子)，室温下测定白浆的粘度。
耐电解质性能以粘度保留率表示，测定上述增稠剂白浆加入0.05％NaCl(固体)白浆粘度，粘度保留率＝η加NaCl后/η加NaCl前，粘度保留率越高，耐电解质性越好。
印花色浆的组成为：
用去离子水将活性染料调成浆状，再将尿素和防染盐S溶解到少量热水中，然后活性染料色浆与尿素和防染盐的混合液混合均匀，充分搅拌使染料完全溶解后，加入增稠剂原糊，并搅拌均匀，临用前加入纯碱。按照下述工艺进行活性染料印花，比较印花后织物的K/S值、渗透率、色泽不匀度、脱糊率以及干、湿摩擦牢度，结果如表2所示。
调制色浆→印花→烘干(60℃)→汽蒸(102-103℃，10min)→水洗(先冷水后热水)→皂煮(皂片2g/L，沸煮10min)→水洗(先热水后冷水)→烘干(60℃)
表1样品增稠性能
白浆粘度(mPa·s) 粘度保留率(％)
实施例1 16690 92.6
比较例1 8280 45.7
比较例2 9830 50.4
比较例3 13570 72.5
实施例2 18550 95.1
实施例3 17890 93.6
实施例4 17360 94.3
从上表可以看出，实施例1-4所得增稠剂具有很强的增稠能力，且耐电解质性能优异。比较例1中凹土未经改性，其与聚丙烯酸相容性差，所得增稠剂的增稠能力和耐电解质性能均不及实施例1。比较例2中采用传统搅拌工艺，搅拌过程中凹凸棒石粘土无法有效解离，无法与聚丙烯酸大分子有效复合，所得增稠剂的增稠能力和耐电解质性能也不及实施例1。比较例3中未添加水溶性单体2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸，所得增稠剂的耐电解质性能明显差于实施例1，与实施例1相比，其增稠能力也略差。
表2活性染料印花织物的K/S值、渗透率、脱糊率
印花织物正面K/S值越大，上色效果越好；渗透率越高，说明色浆的印透性能越好。增稠剂在印花过程中，主要起传递染料的作用，印花结束后，必须将增稠剂从织物上洗除，否则会影响印花织物的手感，脱糊率越高，印花织物手感越柔软。从上表可看出，实施例1所得增稠剂印花织物的正面K/S值高，即得色量高，且渗透性好，脱糊率也高，洗除效果好。由于对比例1,2,3所得增稠剂的增稠能力及耐电解质性能较差，印花过程中，增稠剂原糊的浓度要高于实施例1(对比例1,2中原糊浓度为3.5％，对比例1,2中原糊浓度为3.0％，实施例中原糊浓度为2％)，印制完成后，织物上残留的增稠剂量高，脱糊率低。

Claims (8)

1.一种超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
（1）将凹凸棒石粘土和去离子水加入到超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1-2cm，在900W-1200W功率下，超声处理30-60 min，处理过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15-45℃，随后加入引发剂、非离子单体和硅烷偶联剂的混合溶液，调节超声波输出功率至450-600W，超声辐照30-60min，制备改性凹土悬浊液；
（2）将单体1、单体2溶于去离子水中，用氨水调节pH值至6-7，搅拌均匀，配制成水相溶液，备用；
所述单体1为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐中的一种；单体2为2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸；
（3）搅拌条件下，将溶剂油、油包水型乳化剂、交联剂、改性凹土悬浊液、步骤（2）所得水相溶液混合均匀，再用均质机均质2-5min，将均质完成的乳液转至超声波反应器中，装上超声变幅杆，变幅杆底部***溶液中1-2cm，在450-600W超声功率下，超声反应30-60min，反应过程中在反应器夹层中通入循环恒温水维持体系温度在15-45℃，反应结束后，将聚合物乳液减压蒸馏浓缩至固含量40-50%，冷却至室温，加入水包油型乳化剂，搅拌均匀即得聚丙烯酸/凹土复合增稠剂。
2.根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（1）所述非离子单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺中的一种，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷中的一种，引发剂为萜烷过氧化氢、异丙苯过氧化氢、特戊基过氧化氢中的一种。
3. 根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（1）所述凹凸棒石粘土与去离子水的质量体积比为1:20-1:30 g/mL；非离子单体质量占凹凸棒石粘土质量的0.5%-1.0%；硅烷偶联剂质量占凹凸棒石粘土质量的1.0%-2.0%；引发剂质量占非离子单体和硅烷偶联剂总质量的0.5%-1.0%。
4.根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（2）所述水溶性单体质量占丙烯酸类单体质量的5%-10%；去离子水的质量占步骤（2）和步骤（3）原料总重量15-30％。
5. 根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（3）所述溶剂油为埃克森美孚异构烷烃 Isopar C/E/G/H/L/M中的一种，其与丙烯酸类单体质量之比为:1:0.25-1:0.6。
6.根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（3）所述油包水型乳化剂为span80或span60，其质量占溶剂油质量的3%-5%。
7.根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（3）所述交联剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种，交联剂质量占丙烯酸类单体质量的0.5%-1.0%。
8.根据权利要求1所述的超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法，其特征在于，步骤（3）所述改性凹土悬浊液质量占丙烯酸类单体质量的20%-40%；所述的水包油型乳化剂为Tween60、Tween80、AEO-9中的一种，其用量占丙烯酸类单体质量的3-5%。
CN202211126255.3A 2022-09-16 2022-09-16 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法 Active CN115417945B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211126255.3A CN115417945B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法
PCT/CN2023/107813 WO2023241730A1 (zh) 2022-09-16 2023-07-18 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211126255.3A CN115417945B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115417945A CN115417945A (zh) 2022-12-02
CN115417945B true CN115417945B (zh) 2023-07-25

Family

ID=84204403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211126255.3A Active CN115417945B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115417945B (zh)
WO (1) WO2023241730A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115417945B (zh) * 2022-09-16 2023-07-25 常州大学 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3211708A (en) * 1960-09-14 1965-10-12 Hoechst Ag Oil-in-water bead polymerization of water-soluble monomers
CN108641048A (zh) * 2018-05-11 2018-10-12 常州大学 一种耐盐凹土复合增稠剂的制备方法
CN110885396A (zh) * 2019-12-03 2020-03-17 江苏麦阁吸附剂有限公司 一种耐盐凹土/聚丙烯酸复合增稠剂及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5393581B2 (ja) * 2010-04-22 2014-01-22 一般財団法人川村理化学研究所 有機無機複合体分散液の製造方法
CN110951015B (zh) * 2019-12-03 2020-08-04 江苏麦阁吸附剂有限公司 一种以改性凹土为交联剂的聚丙烯酸增稠剂及其制备方法
CN113930984A (zh) * 2021-11-19 2022-01-14 江苏麦阁吸附剂有限公司 一种改性凹凸棒土-聚丙烯酸耐盐增稠剂的制备方法
CN115417945B (zh) * 2022-09-16 2023-07-25 常州大学 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3211708A (en) * 1960-09-14 1965-10-12 Hoechst Ag Oil-in-water bead polymerization of water-soluble monomers
CN108641048A (zh) * 2018-05-11 2018-10-12 常州大学 一种耐盐凹土复合增稠剂的制备方法
CN110885396A (zh) * 2019-12-03 2020-03-17 江苏麦阁吸附剂有限公司 一种耐盐凹土/聚丙烯酸复合增稠剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115417945A (zh) 2022-12-02
WO2023241730A1 (zh) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115417945B (zh) 超声辅助制备聚丙烯酸/凹土复合增稠剂的方法
CN108641048B (zh) 一种耐盐凹土复合增稠剂的制备方法
CN102649830B (zh) 一种阳离子有机硅改性聚丙烯酰胺的制备方法
CN102516477A (zh) 一种纳米二氧化钛/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN102031078A (zh) 一种淀粉基木材胶粘剂及其制备方法和应用
CN105061662A (zh) 一种以无机粘土为交联剂的丙烯酸类增稠剂的制备方法
CN104153222A (zh) 一种直喷式喷墨印花分散墨水及其制备方法
CN104558322B (zh) 采用超声技术进行丙烯酰胺聚合的方法
CN101649224A (zh) 无皂阳离子石蜡乳液人造板防水剂的制备方法
CN103242477A (zh) 一种真丝织物增深剂共聚乳液及其制备方法
Bayazeed et al. Synthesis and Application of New Thickerners Part I: Preparation of Poly (Acrylic Acid)‐Starch Graft Copolymer
CN110964147A (zh) 一种无凝胶型两性干强剂及其制备方法
CN108060609A (zh) 一种高粘结强度复合干强剂的制备方法
CN109355945A (zh) 一种印花增稠剂
CN106632917A (zh) 一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法
CN108997536A (zh) 一种油井水泥用两性聚羧酸分散剂及制备方法与应用
CN102702659B (zh) 改性淀粉与蒙脱土复合制备多功能复鞣剂的方法
CN102675533A (zh) 疏水缔合聚丙烯酰胺的超声辅助制备方法
CN108301235A (zh) 一种耐洗干湿摩擦牢度提升剂及其制备方法
CN108505365B (zh) 一种耐盐印花增稠剂的制备方法
CN115215978B (zh) 一种改性酸液稠化剂及其制备方法
CN104744641B (zh) 一种阳离子无甲醛固色剂乳液
CN108239226A (zh) 丁苯橡胶的制备方法
CN112252057B (zh) 一种复合阴离子聚丙烯酰胺印染增稠剂制备方法
CN106749863B (zh) 一种仿活性涂料印花粘合剂及其制备方法、应用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant