[发明专利]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

说明书

本发明属于新材料技术领域，具体涉及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。该方法采用含长链疏水性丙烯酸十六烷基酯与丙烯酸类单体共聚，同时添加具有良好触变性和可塑性的改性凹凸棒土作为交联剂，采用反相乳液聚合制备凹土/聚丙烯酸类复合增稠剂。所得增稠剂不仅价格便宜，且增稠性能、耐盐性能优异。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及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。

背景技术

增稠剂能够在短时间内快速地提高产品的粘度，已被广泛应用于食品、印染、胶黏剂、石油开采、化妆品、涂料、洗涤剂、医药、橡胶等领域。早期使用的增稠剂大多为天然的水溶性增稠剂，但此类产品增稠效果差。丙烯酸类合成增稠剂具有生产效率高、产品增稠效果好、溶剂的使用量少等特点，近年来得到了迅速的发展。但丙烯酸类增稠剂的耐电解质能力差，在某些领域其应用受到限制。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种以改性凹土为交联剂的聚丙烯酸增稠剂的制备方法，该方法采用含长链的疏水性丙烯酸十六烷基酯与丙烯酸类单体共聚，同时添加具有良好触变性和可塑性的改性凹凸棒土作为交联剂，从而获得良好耐电解质性能的凹土复合增稠剂。

本发明提供的一种耐盐凹土复合增稠剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将凹凸棒土置于2mol/L硝酸溶液中，70-80℃下超声30-60min，水洗至中性后离心分离，干燥，研磨过400目筛，备用；

(2)取10g经步骤(1)处理后的凹凸棒土，以固液质量比1:10-1:30分散于有机溶剂中，超声分散10-30min，然后滴加硅烷偶联剂，采用冰醋酸调节体系pH值至4.0-5.0，常温搅拌48-96h，反应结束后，除去溶剂，真空干燥，研磨过400目筛，得硅烷偶联剂改性凹土；

其中，有机溶剂为甲苯或二甲苯；硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种，硅烷偶联剂与凹凸棒土质量之比为5:1-8:1；

(3)将上述1份(按重量计)硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土分散于10-25份(按体积计)甲醇溶液中，在50℃，搅拌条件下滴加丙烯酸酯，丙烯酸酯与硅烷偶联剂改性有机凹凸棒土质量比为3:1-5:1，滴加完后反应24h，减压蒸馏，除去溶剂甲醇和过量的丙烯酸酯，然后真空干燥，即得以酯基为端基的凹凸棒土；

(4)将上述1份(按重量计)端基为酯基的凹凸棒土分散于10-25份(按体积计)甲醇溶液中，在50℃，搅拌条件下滴加多乙烯多胺，多乙烯多胺与端基为酯基的凹凸棒土的质量比为8:1，滴加完后，反应24h，减压蒸馏，除去溶剂甲醇和过量的多乙烯多胺，然后真空干燥，即得多胺接枝改性凹凸棒土；

其中，多乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺中的一种。

(5)将10g上述多胺接枝改性凹凸棒土加入100mL三口烧瓶中，室温及搅拌条件下，缓慢加入0.1-0.2mol丙烯酸，然后再反应3h，反应结束后，离心分离，沉淀用去离子水洗涤3-5次后，干燥，研磨过400目筛，备用；

上述方法利用迈克尔加成反应，先在凹土表面引入多个氨基，然后利用丙烯酸中羧基与氨基的反应性，制备含双键的凹土交联剂。

(6)将四口烧瓶置于冷水浴中，加入丙烯酸类单体、疏水性长链单体、改性凹土交联剂，缓慢滴加氨水至溶液pH值6-7；加入油相溶剂、乳化剂span80，1000-1500转/分高速乳化60-90min；升温至60-65℃，在300-450转/分搅拌条件下，滴加引发剂水溶液，滴加结束后，继续升温至65-75℃，反应1-3h，反应结束后，冷却出料，然后加入转相剂搅拌均匀即得成品。