[发明专利]一种聚丙烯酸树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种聚丙烯酸树脂的制备方法。

背景技术

由丙烯酸及其盐或酯构成的聚合物具有广泛用途。这类聚合物包括丙烯酸均聚物或者丙烯酸与最大含量约占丙烯酸质量分数15%的共聚单体组成的共聚物。涉及到的典型单体可能有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰胺等，或者其它具有类似结构的可聚合单体。交联聚丙烯酸树脂是由具有两个以上烯键式不饱和基团的化合物的多元醇或者这类多元醇的二取代以上的烯丙基醚类交联剂与丙烯酸类单体共同构成的适度交联的丙烯酸/酯共聚物。

交联聚丙烯酸树脂作为水溶胀性的增稠剂或流变改性剂，通常用来调节液体或乳液的粘度，改善乳液、霜膏类产品和凝胶产品的触变性和稳定性、形成凝胶基质、在液体体系中悬浮各种有机或无机颗粒。广泛用于个人护理用品、化妆品、家用清洁用品、工业及公用设施清洁产品和生物制药领域。

专利US2978053描述了以（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸酯单体，以有机溶剂如庚烷、环己烷、二甲苯等中的一种或其混合物为反应溶剂，用沉淀聚合的方法得到了丙烯酸树脂。该树脂是白色无定型粉末，具有一定的增稠能力。但是二甲苯为高毒性有机溶剂，使得产品生产过程环保性差。并且二甲苯沸点高，在产品中不易彻底清除。残留在产品中的二甲苯严重制约这种制备工艺得到的丙烯酸树脂在个人护理用品、化妆品和制药领域的应用。

专利CN1296981A描述了以丙烯酸、氢氧化钠和碳酸氢钠为原料，在开口反应器中，加入41.7% - 50%丙烯酸水溶液、氢氧化钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、交联剂N,N’—亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸铵水溶液，再加入固体氯化钠和少量纯丙烯酸的方法，用塑料布覆盖液面隔绝空气，加热搅拌制备聚丙烯酸钠水凝胶。将聚合完成的水凝胶烘干、粉碎得到聚丙烯酸树脂的方法。这种方法在制备过程中避免了有毒有机溶剂的使用，但是由于是水溶液聚合，得到的聚合物已经在溶液中处于溶胀状态，要得到干燥的聚丙烯酸树脂必须经过干燥和粉碎步骤。干燥脱水需要消耗大量能量，而经粉碎得到的粉末状产品颗粒度分布不均匀。会影响其再溶胀速率和增稠效果。

专利CN1834122A描述了一种反相悬浮聚合制备丙烯酸树脂的方法。该方法使用环己烷为溶剂，加入悬浮分散剂，丙烯酸为单体，用计量的氢氧化钠溶液中和丙烯酸之后，加入引发剂、交联剂反相悬浮聚合。其特征是在反应体系中加入由单甘酯、或混配分散剂十八醇磷酸酯与单甘酯分散剂，分散剂用量占丙烯酸单体重量百分比的2-20%。由于反相悬浮聚合体系是一个不稳定体系，因此分散剂的种类和数量、反应过程搅拌强度等因素都会显著影响聚合体系稳定性。反应体系和工艺条件的微小差别就可能导致反应失败，如发生爆聚、凝胶结块粘壁、产生粘稠状（夹杂着凝胶和小颗粒）产物等。

专利CN101481435B中描述了一种用沉淀聚合法制备丙烯酸树脂的方法，该方法将占反应体系总质量5-50%的丙烯酸和共聚合单体在有机混合溶剂中，在交联剂和引发剂的存在下，在45-75 °C进行聚合反应，待反应体系形成粘稠的悬浮液时，将反应物料移入单口烧瓶中，使用真空蒸发仪脱除溶剂，粉碎，得到聚丙烯酸树脂。该方法中采用的乙酸丁酯和乙酸戊酯有刺激性和和麻醉作用。采用该方法制备聚丙烯酸树脂时，在反应初期，会出现粘稠的聚合物黏壁的现象；而随着反应的进行，由于沉淀出的聚合物增多，反应体系会出现无法流动、无法搅拌的现象，随着而来的是传热和传质效果急剧下降，体系出现局部爆聚，导致反应失败。在反应进行到一定程度后，即用真空脱除反应溶剂，会导致未反应单体在丙烯酸树脂产品中的大量残留，影响产品的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种生产过程无污染，产品增稠效果好、中和后的水溶液透明度高，工艺简单、稳定的制备聚丙烯酸/酯树脂的方法。

本发明采用更加环保、无毒的低碳数的烷基酯作为溶剂或它们与其它无毒、低沸点有机溶剂的混合溶剂制备聚丙烯酸树脂，使制备过程和产品更加绿色化。低沸点溶剂在产品干燥过程中容易除去，而小分子酯类，如乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯都是水果中天然含有的成分，并且沸点不高，易于脱除。