CN1528839A

CN1528839A - 用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂

Info

Publication number: CN1528839A
Application number: CNA2003101008784A
Authority: CN
Inventors: 田大听; 胡卫兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2004-09-15

Abstract

本发明属于用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法。该方法采用天然高分子魔芋葡甘聚糖为接枝基体，丙烯酸与丙烯酰胺共同作为接枝单体，同时加入少量多官能团的物质如N，N－二亚甲基双丙烯酰胺、N，N－二亚乙基双丙烯酰胺、丙三醇作交联剂，采用高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾等廉价的引发剂，在水溶液中接枝共聚，最终得到水溶性、流变性及稳定性好，耐电解质且能够自然降解的涂料印花增稠剂。

Description

用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂

技术领域本发明属于用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法。

背景技术涂料印花增稠剂是纺织物涂料印花工艺中用以增加色浆稠厚度，改善印花效果的一种重要助剂，它对印花质量起着举足轻重的作用，因而备受研究者青睐。传统增稠剂一般采用聚丙烯酸类合成增稠剂，但这类增稠剂普遍存在增稠能力不高、耐电解质性能差、不易降解和成本较高等问题。随着人们环保意识的增强以及可持续发展理念的深入，人们对天然高分子增稠剂的研究逐渐重视。

魔芋是一种不可多得的资源，由它改性得到的增稠剂具有污染少，可降解，成本低等特点。魔芋系天南星科魔芋属植物，魔芋粉的主要成分是D-葡萄糖和D-甘露糖约按2∶3的比例以β-1，4糖苷键连接而成的葡甘聚糖。魔芋粉的保水性很好，是一种天然增稠剂。但由于葡甘聚糖分子量较大(10～15万)，水溶性及流变性较差，特别是水溶胶不稳定很容易坍塌，使其在工业上的应用受到限制，因而有必要对其进行化学改性。接枝改性是一种较好的方法，传统的方法主要有三方面的问题：一是采用的接枝单体仅限于丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸等单一单体，改性效果有局限；二是没有加入适当的交联剂，对增稠剂的稳定性提高不大；三是所采用的引发剂一般为Ce⁴⁺盐，价格昂贵，不利于工业上大规模生产。

发明内容本发明的目的是提供一种用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法。该方法用魔芋粉为接枝基体，丙烯酸与丙烯酰胺共同作为接枝单体，同时加入少量多官能团的交联剂，采用高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾等廉价的引发剂，在水溶液中接枝共聚，最终得到水溶性、流变性及稳定性好，耐电解质且能够自然降解的涂料印花增稠剂。

本发明中，采用魔芋粉为接枝基体，主要利用其易降解，且天然具有保水性，可用于增稠剂。

本发明中，同时采用水溶性好的丙烯酸/丙烯酰胺为接枝单体，由于丙烯酸中的羧基与丙烯酰胺中的酰胺基的协同作用，可以最大限度地改善增稠剂的水溶性，并且利用酰胺基的非离子效应可以提高增稠剂的耐电解质性能。

本发明中，采用多管能团交联剂如N，N-二亚甲基双丙烯酰胺、N，N-二亚乙基双丙烯酰胺、丙三醇，可以使聚合物形成三维网络，增强增稠剂的保水性及稳定性。

本发明中，采用高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾等廉价的引发剂，可以降低制备成本，便于工业化生产。

本发明中，接枝反应采用水作溶剂代替有机溶剂，具有成本低的特点。

本发明的合成步骤如下：

将15g魔芋粉放入装有搅拌器、带通气管的冷凝器、温度计及恒压滴液漏斗的反应器中，加入100mL的蒸馏水，在40℃左右搅拌30min，冷至室温，加入接枝单体丙烯酸/丙烯酰胺(二者的物质的量之比为1.5∶1.0～4.0∶1.0)，使其浓度为1.5～3.0mol/L，交联剂0.1～0.5％(对魔芋粉的质量比)，所交联剂有N，N-二亚甲基双丙烯酰胺，N，N-二亚乙基双丙烯酰胺，丙三醇，再加入引发剂高锰酸钾/硫脲(二者的物质的量之比为2∶1)，高锰酸钾的浓度为15～30mmol/L，所用的引发剂有高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾等。通N2，升温至60～80℃，通过恒压滴液漏斗滴加烯硫酸，使其浓度为15～30mmol/L，反应3～5小时，投入0.1～0.5％(对魔芋粉的质量比)的阻聚剂，所用阻聚剂有对苯二酚、对甲氧基苯酚等。反应物用丙酮沉淀、洗涤、抽滤、真空干燥、粉碎得到增稠剂粉末。

本发明得到的增稠剂，用蒸馏水配成质量百分比1.0％的白浆后，其粘度约为9.0×10⁴mPa.s左右，粘度指数约为0.20左右，粘度保留率在95.0％以上，白浆储存时间可达一月左右，经过改性后，水溶性、流变性及稳定性均得到较大改善，且改增稠剂白浆可自动降解，不会对环境造成污染。

具体实施方式实施例1：

在一个500mL的四口瓶上，装有搅拌器、带通气管的冷凝器、温度计及恒压滴液漏斗，投入魔芋粉15g，蒸馏水100mL，升温至40℃，搅拌30min，冷至室温，加入丙烯酸/丙烯酰胺(二者的物质的量之比为3.0∶1.0)，使其浓度为2.0mol/L，N，N-二亚甲基双丙烯酰胺0.2％(对魔芋粉的质量比)，高锰酸钾/硫脲(二者的物质的量之比为2∶1)，使高锰酸钾的浓度为20mmol/L，通N₂，升温至70℃，滴加烯硫酸使其浓度为20mmol/L，反应4小时，加入对苯二酚0.1％(对魔芋粉的质量比)，用丙酮沉淀、洗涤、抽滤、真空干燥、粉碎得到增稠剂粉末。

实施例2：

在同例1的装置中，投入魔芋粉15g，蒸馏水200mL，升温至40℃，搅拌30min，冷至室温，加入丙烯酸/丙烯酰胺(二者的物质的量之比为3∶1)，使其浓度为2.0mol/L，N，N-二亚甲基双丙烯酰胺0.2％(对魔芋粉的质量比)，加入过硫酸钾/硫脲(二者的物质的量之比为2∶1)，使过硫酸钾的浓度为20mmol/L，通N₂，升温至70℃，滴加烯硫酸使其浓度为20mmol/L，反应4小时，加入对苯二酚0.1％(对魔芋粉的质量比)，用丙酮沉淀、洗涤、抽滤、真空干燥、粉碎得到增稠剂粉末。

实施例3：

在同例1的装置中，投入魔芋粉15g，蒸馏水200mL，升温至40℃，搅拌30min，冷至室温，加入丙烯酸/丙烯酰胺(二者的物质的量之比为3∶1)，使其浓度为2.0mol/L，N，N-二亚甲基双丙烯酰胺0.2％(对魔芋粉的质量比)，加入高锰酸钾，使其浓度为20mmol/L，通N₂，升温至70℃，滴加烯硫酸使其浓度为20mmol/L，反应4小时，加入对苯二酚0.1％(对魔芋粉的质量比)，用丙酮沉淀、洗涤、抽滤、真空干燥、粉碎得到增稠剂粉末。

Claims

1.一种用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法，其特征在于所用基体为魔芋粉，接枝单体为丙烯酸与丙烯酰胺(二者的物质的量之比4.0∶1.0～1.5∶1.0)。其制备过程为：

将15g魔芋粉放入装有搅拌器、带通气管的冷凝器、温度计及恒压滴液漏斗的反应器中，加入100mL的蒸馏水，在40℃左右搅拌30min，冷至室温，加入接枝单体丙烯酸/丙烯酰胺(二者的物质的量之比为4.0∶1.0～1.5∶1.0)，使其浓度为1.5～3.0mol/L，交联剂0.1～0.5％(对魔芋粉的质量比)，所交联剂有N，N-二亚甲基双丙烯酰胺、N，N-二亚乙基双丙烯酰胺、丙三醇等，再加入引发剂高锰酸钾/硫脲(二者的物质的量之比为2∶1)，高锰酸钾的浓度为15～30mmol/L，所用的引发剂有高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾等。通N₂，升温至60～80℃，通过恒压滴液漏斗滴加烯硫酸，使其浓度为15～30mmol/L，反应3～5小时，投入0.1～0.5％(对魔芋粉的质量比)的阻聚剂，所用阻聚剂有对苯二酚、对甲氧基苯酚等。反应物用丙酮沉淀、洗涤、抽滤、真空干燥、粉碎得到增稠剂粉末。

2.如权利要求1所述的用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法，特征在于所用交联剂为N，N-二亚甲基双丙烯酰胺、N，N-二亚乙基双丙烯酰胺、丙三醇。

3.如权利要求1所述的用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法，特征在于所用的引发剂为高锰酸钾/硫脲、过硫酸钾/硫脲、高锰酸钾。

4.如权利要求1所述的用丙烯酸/丙烯酰胺接枝魔芋粉制备涂料印花增稠剂的方法，特征在于接枝聚合所用的溶剂为蒸馏水。