CN1056659C - 超浓反乳液聚合制取印花增稠剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以丙烯酸、丙烯酰胺、水、有机溶剂及引发剂等为原料经超浓反乳液聚合制取用于纺织产品印花领域的印花增稠剂的方法。在聚合容器中按比例加入单体、水、有机溶剂及引发剂等原料，搅拌条件下通入氮气并排除氧气，在20-80℃的温度下恒温聚合便可制取印花增稠剂，用于制取印花浆，可使其粘度提高40%以上，与现有技术相比具有配方和工艺简单，原料易得，聚合制取的产品增稠效果好，而且生产过程中污染程度大幅下降。

Description

超浓反乳液聚合制取印花增稠剂的方法

本发明涉及一种以单体、水、有机溶剂及引发剂等为原料聚合制取用于纺织产品印花领域的印花增稠剂的方法，印花增稠剂属于一种精细化工产品，是一类水溶性单体的微交联聚合物，在水中加入少量即能达到很高的稠度，尤其用以增加印染浆的稠度。

由于节能和减少污染的需要，合成印花增稠剂正趋于完全取代以煤油、水和乳化剂制成的乳化糊。目前合成增稠剂所采用的方法有：乳液聚合、反相乳液聚合、溶液聚合、沉淀聚合等，其中反相乳液聚合法因为反应速度快、分子量高、操作易控制而被广泛用于增稠剂的制备。但由于反相乳液聚合使用了大量的烃类溶剂等有机溶剂(一般为体系总重量的40％-70％)，提高了成本，造成了过多的污染和浪费。另一方面，增稠剂的增稠能力直接关系到产品的成本和印浆中增稠聚合物的存留量，而后者又对印花后织物的手感产生影响，因此国内外的研究者都把如何提高增稠能力作为主要的研究目标。例如E.P 0150933在聚合时加入甲基丙烯酸十八醇酯；U.S.P5086142在制取水包油乳液时加入丙烯酸聚乙二醇醚等增加产品的增稠效果。归结起来，现有的合成纺织产品印花增稠剂的方法普遍存在着烃类溶剂用量多，产品成本高，增稠效果不理想等缺点。

本发明的目的在于克服现有聚合制取印花增稠剂技术中存在的缺点，力求减少聚合体系中有机溶剂的用量并提高产物的增稠能力，降低污染，采用超浓反乳液聚合方法制取印花增稠剂。

为了实现上述发明目的，本发明在聚合容器中按配比加入单体、水、有机溶剂及引发剂等原料，在搅拌条件下通入氮气排除氧气，在20-80℃的温度下恒温聚合；在整个聚合体系中水相体积百分比不小于74％，水的用量占水相总量的40％-80％之间，形成超浓反相乳液；单体选用丙烯酸(盐)、甲基丙烯酸(盐)、丙烯酰胺等水溶性单体，其用量占总量的0.05％-0.5％之间；有机溶剂选用烃类溶剂，一般选取煤油、汽油、白油等，其用量为总量的17％-26％；引发剂选用油溶性或水溶性均可，其用量为总量的0.1％-0.5％；乳化剂选用油包水型表面活性剂；交联剂选取二乙烯基苯、亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯等多官能团单体。

本发明与现有增稠剂制取技术相比，具有配方和工艺简单，原料易得，其聚合制取的产品印花增稠效果高，使用该产品所配制成的印花浆与国内外产品相比，其粘度提高40％以上，而且生产过程中的污染程度下降。

本发明的实施采用了超浓反乳液聚合方法，即分散相体积不小于74％的乳液聚合。由于减少了油的使用量，增加了单体溶液相，使得体系中单体浓度维持在可以接受的范围内的同时，聚合产物的增稠效果提高。实现超浓反乳液聚合的关键在于乳化剂的选择，可以采用SPAN-60、SPAN-80等油包水型表面活性剂单独或复配使用。有时为了提高聚合稳定性可以适量添加高分子表面活性剂(一种亲水性单体和憎水性单体的嵌段或接枝聚合物)。

本发明的实施所用有机溶剂通常为烃类溶剂，最常用的是价廉易得的煤油、汽油、白油等。其用量应小于总量的26％，一般在17％-26％之间，用量过少时对实验条件要求过于苛刻。

本发明的实施所用单体可以是丙烯酸(盐)、甲基丙烯酸(盐)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烯丙基磺酸(盐)等。它们之间的共聚比例可以任意调节，但电解质型的单体有利于提高产品的增稠力。加入少量的亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯等交联单体，使之交联，用量可以为单体质量的1％以内。但(甲基)丙烯酸与其盐的用量在100∶0-50∶50之间；(甲基)丙烯酸或其盐与丙烯酰胺的比例在100∶0-20∶80之间；单体的用量占总量的0.05％-0.5％时聚合结果较好。水相中水与单体的比例可以任意选择，但考虑到聚合效率和聚合稳定性，以水的用量占水相总量的40％-80％为宜。引发剂既可以采用油溶性引发剂又可以采用水溶性引发剂，最常用的为过硫酸铵，用量为总量的0.1％-0.5％。

本发明实施的聚合温度可以根据所用引发剂和实际需要选择20-80℃恒温聚合或变温分段聚合，但以低温聚合的产物增稠效果较好。

本发明的实施由于使用了超浓反乳液聚合，使得聚合体系中有机溶剂的用量限制在20％以下(重量比)，并且产物的增稠能力按单位聚合物折算，比目前国内外产品提高30％-50％左右。

实施例1：

在250ml锥形瓶中，按以下比例投料：

       丙烯酸：27g         丙烯酰胺：3g

       氨水    5g          水：      70g

       亚甲基双丙烯酰胺：0.06g

       过硫酸铵：0.09g    SPAN-60：1.5g

       煤油：    20g控制锥形瓶中物料温度在70℃左右，通入氮气并搅拌物料使氧气排除，聚合时间30分钟后，可以得到白色粘稠乳液，其聚合物含量约为24％。取2克此产物，加自来水80克，加氨水调至中性后，用NDJ-II型旋转粘度计4#转子测粘度，转速为6转/分时粘度为80,000mPa.s。

实施例2：

采用与实施例1相同的聚合配方与工艺，只是改变丙烯酸与丙烯酰胺的比例：丙烯酸10g，丙烯酰胺20g。

聚合产物外观与实施例1相同，取2克该产物，按实施例1方法测粘度为50,000mPa.s。

实施例3：

采用与实施例1相同的配方和工艺，只是聚合温度改为60℃聚合3小时，所得产物外观与实施例1相同，取2克该产物，按实施例1方法测粘度为50,000mPa.s。

实施例4：

采用实施例1配比，按原料用量扩大500-1000倍，选用150立升以上的不锈钢或搪瓷釜进行扩试，其他条件均按实施例1的步骤和条件进行，经过适当处理，所得到的增稠剂产品性能如下：

产品外观：半透明黄色液体；

存放稳定性：长期放置不变质，不分层；

固含量：约40％；

使用方法：直接加水搅拌后，即可迅速成糊；

增稠能力：2％水糊粘度60,000mPa.s，按下述配方配制印染浆：

    粘合剂           20

    色浆             5

    增稠剂           2

    水               73

    总量             100

测定粘度为30,000mPa.s。

该增稠剂配成印染浆经纺织产品印染使用结果良好，尤其在抗渗化，手感方面性能优异。

Claims (1)

1.一种超浓反乳液聚合制取印花增稠剂的方法，在容器中加入单体、水、有机溶剂及引发剂等原料，在搅拌条件下通入氮气排除氧气，在20-80℃的温度下恒温聚合，其特征在于聚合体系中水相体积百分比不小于74％，水的用量占水相总量的40％-80％之间；单体用量占总量的0.05％-0.5％；有机溶剂用量为总量的17％-26％；引发剂用量为总量的0.1％-0.5％。