[发明专利]疏水改性缔合型增稠剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水改性缔合型增稠剂及其制备方法，特别涉及可对水分散体系进行黏度及抗剪切性调节的疏水改性缔合型增稠剂。

背景技术

在水性涂料、造纸纸浆、织物及皮革处理剂、水性黏合剂等各种产品的配制中，需要在高剪切和低剪切黏度之间有一个适宜的平衡。在这样的平衡建立之后，施涂前或贮存过程中产品可保持较好稳定性，施涂中获得满意的均匀性及涂膜流平性，施涂后涂膜有最小的流挂性，从而达到满意的施涂性能。为此，在以上产品的配制中都必须使用黏度改进剂，亦称流变改进剂或者调节剂，或者简称增稠剂。常见的此类增稠剂包括但不限于，如羟烷基纤维素，离子型聚合物，碱溶性乳液增稠剂，以及最近发展起来的疏水缔合型增稠剂。疏水缔合型增稠剂与早期的碱溶性乳液增稠剂外观上无明显区别，也是以水基乳液的形式生产和使用。早期的碱溶性乳液增稠剂常被称为非缔合型碱溶性增稠剂，这实际上是在缔合型增稠剂出现后，为了对二者加以区别而出现的称谓。非缔合型增稠剂分子之间或它们与被增稠物之间没有直接的缔合作用，增稠作用是通过调高体系的pH使其中的碱溶性聚合物溶解形成高分子溶液，这类增稠剂一般是水溶性高分子，在高剪切速率下作用不明显，如羟乙基纤维素和聚丙烯酸乳液。缔合型增稠剂是一类疏水改性水溶性聚合物，它们可以通过疏水缔合作用或离子偶极相互作用与乳胶粒发生缔合(参见Reuvers,A.J.Prog.Org.Coat.1999,35,171.)，形成网状结构，起到增稠作用，如疏水改性碱溶性聚丙烯酸乳液、疏水改性聚氨酯、疏水改性羟乙基纤维素。

鉴于疏水改性缔合型增稠剂的许多优异性能，在造纸、印染、纺织及建筑等行业获得了广泛应用。也有关于缔合型增稠剂的专利报道，如美国4514552及5292828发明专利，中国专利CN1227275C、CN101003702A和CN101787231A等。这些疏水缔合型增稠剂通常是含有以下物质的水乳液反应产物：(A)单烯键不饱和羧酸，如甲基丙烯酸，(B)不同于单体(A)的单烯键不饱和单体，如丙烯酸乙酯和(C)含有疏水部分并且可以与单体(A)和单体(B)聚合的功能单体。制备此类乳液增稠剂的方法也不止一种，如乳液聚合方法、反相乳液聚合方法、沉淀聚合方法以及细乳液聚合方法等。乳液聚合利用水为分散介质，可以避免利用有机分散介质所带来的诸如成本高、存放稳定性差、溶剂脱除、环境污染以及健康等问题，具有其它方法所没有的特点。其中,CN1227275C使用包括含有聚氨酯大分子单体、特殊的表面活性剂以及链转移剂，制备了旨在用于个人护理产品（头发护理或者皮肤护理等），在弱碱甚至弱酸环境中具有增稠作用的特殊类型的缔合型增稠剂。CN101003702A提供了两种不同缔合增稠剂的组合物，并且该组合物的两种不同缔合增稠剂必须含有一个亲水部分和至少两个疏水链段或者基团，其中一个缔合增稠剂聚合物的重均分子量至少应为另一个的1.5倍或者更高。CN101787231A使用功能单体三苯基乙基苯氧基聚乙氧基(25)醚甲基丙烯酸酯（简称SEM-25）制备了一种疏水改性缔合型增稠剂，所使用SEM-25的疏水基团是多元苯环的三苯乙基苯酚，由于其柔性较差，只有增稠剂聚合物在分散相中浓度达到0.65%时而且SEM-25在聚合物中的质量含量达到12%（按照单体分子量计算，聚合物中每139个单体单元含有1个SEM-25单体单元）时增稠剂的增稠效果才高于对应的不含SEM-25的非缔合型增稠剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种含柔性长脂肪链的可自由基聚合的疏水性功能单体的疏水改性缔合型增稠剂及其制备方法，所得增稠剂具有更好的抗剪切能力，可在更宽的范围内调节被增稠体系的流体性能，更具普适性。

本发明的技术方案如下：

一种疏水改性缔合型增稠剂，是由以下四种单体通过自由基乳液聚合法制得：

A.含有至少一个可自由基聚合的烯烃键的羧酸单体，选自衣康酸、丁烯二酸、丙烯酸或甲基丙烯酸；

B.不含羧酸基团的单烯键不饱和单体，选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸酯；

C.疏水改性单体，选自长链烷基聚乙氧基（18~25）甲基丙烯酸酯，其中长链烷基的碳原子数为18~25，乙氧基链段中重复的乙氧基单元的数目介于18~25，用括号中的数字表示乙氧基单元的数目是本领域的常规标示。