专利名称：一种水包水聚合物分散体及制备方法
技术领域：
本发明属于水溶性聚合物合成领域，特别涉及水包水聚合物分散体及其制备方法。
背景技术：
水包水聚合物分散体又称水包水聚合物乳液，其分散相和连续相都为水溶性的分散体系，具有固含量高、冷水易溶的优点。水包水型聚合物分散体制备的特点是水溶性单体和稳定剂在聚合前都能溶于盐水介质中形成均相体系，引发后，随分子链的增长聚合物从盐水中沉析，同时与稳定剂发生相分离并吸附稳定剂形成稳定的水包水分散体系。因此，制备水包水聚合物分散体的关键是选择合适的稳定剂。现有水包水聚合物分散体的制备方法中，通常采用的稳定剂有阳离子低聚物(例如CN101016;352A)、阴离子低聚物(例如CN101649024A)，CN101735388A公开了一种含聚乙二醇的PGE系列、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇组成的稳定剂。阳离子聚合物价格昂贵，导致了制备水包水聚合物分散体的成本增高。阴离子聚合物和非离子聚合物虽然其价格较阳离子聚合物低，但大多只能用于制备阴离子型或非离子型的水包水聚合物分散体，使聚合物的应用范围受到一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水包水聚合物分散体及其制备方法，以降低成本，适应多种水溶性单体的聚合，实现废物的资源化利用。本发明所述水包水聚合物分散体，由水溶性单体形成的聚合物、水溶性蛋白、水溶性盐和去离子水组成，各组分的质量百分数如下
水溶性单体形成的聚合物8.0 40.0%
水溶性蛋白0.15 4.0%
水溶性盐10.0 32.0%
去离子水24.0 72.0%;所述水溶性单体形成的聚合物为水溶性非离子单体形成的聚合物、水溶性阴离子单体形成的聚合物、水溶性非离子单体与水溶性阳离子单体形成的聚合物、水溶性非离子单体与水溶性阴离子单体形成的聚合物中的一种。本发明所述水包水聚合物分散体的制备方法，其原料为水溶性单体、稳定剂、水溶
性盐、去离子水和引发剂，水溶性单体、稳定剂、水溶性盐、去离子水的质量百分数如下水溶性单体 8.0 40.0% 稳定剂0.15 4.0%
水溶性盐 10.0 32.0%
去离子水 24.0 72.0% ，引发剂为水溶性单体质量的0. 05 1. 4% ；所述水溶性单体为水溶性非离子单体，或水溶性阴离子単体，或水溶性非离子单 体和水溶性阴离子単体，或水溶性非离子单体和水溶性阳离子単体；所述稳定剂为水溶性 蛋白；エ艺步骤依次为(1)在搅拌下将稳定剂和去离子水加入反应容器，当稳定剂完全溶解后加入水溶 性単体和水溶性盐，继续搅拌使它们完全溶解，当水溶性単体和水溶性盐完全溶解后，将所 形成的混合液的PH值调至3. 0 7. 0，然后通入氮气去除氧气；(2)将引发剂加入反应容器，使混合液中的单体于常压、20°C 85°C进行自由基 反应至少3小吋，即得到水包水聚合物分散体。上述水包水聚合物分散体及其制备方法中，所述水溶性蛋白为明胶、胶原蛋白、大 豆蛋白中的至少ー种。明胶或胶原蛋白的分子量优选30KD 300KD。上述水包水聚合物分散体及其制备方法中，所述水溶性非离子单体的结构通式如 下
权利要求
1.水包水聚合物分散体，其特征在于由水溶性单体形成的聚合物、水溶性蛋白、水溶性盐和去离子水组成，各组分的质量百分数如下水溶性单体形成的聚合物8.0 40.0%水溶性蛋白0.15 4.0%水溶性盐10.0 32.0%去离子水24.0 72.0%;所述水溶性单体形成的聚合物为水溶性非离子单体形成的聚合物、水溶性阴离子单体形成的聚合物、水溶性非离子单体与水溶性阳离子单体形成的聚合物、水溶性非离子单体与水溶性阴离子单体形成的聚合物中的一种。
2.根据权利要求1所述的水包水聚合物分散体，其特征在于水溶性蛋白为明胶、胶原蛋白、大豆蛋白中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的水包水聚合物分散体，其特征在于明胶或胶原蛋白的分子量为 30KD 300KD。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的水包水聚合物分散体，其特征在于所述水溶性非离子单体的结构通式如下 上述结构通式中，队为氢或甲基，R2和R3为氢、1个 5个碳原子的烷基或羟烷基；所述水溶性阳离子单体的结构通式如下R1 O H2C^=C-C-Z1——Y上述结构通式中，R1为氢或甲基，乙为0或NH或NR4，R4为含有1个 4个碳原子的烷基，Y为下面两个基团中的一个 上述基团中，Ytl和Y1为含有2个 6个碳原子的亚烷基或羟基亚烷基，Y2>Y3>Y5>Y6和Y7为含有1个 6个碳原子的烷基，Ζ—为卤素或醋酸根或SO4CH3-；或所述水溶性阳离子单体的结构通式如下 上述结构通式中，乙为0或NH或NR4，R4为含有1个 4个碳原子的烷基，R1为氢或甲基，Rci为含有1个 6个碳原子的亚烷基，&和&为含有1个 6个碳原子的烷基，R7为含有8个 32个碳原子的烷基、芳基和/或芳烷基，Ζ—为卤素或醋酸根或SO4CH3-；或所述水溶性阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵；所述水溶性阴离子单体为含双键的不饱和羧酸、羧酸酐，以及它们的铵盐、碱金属盐和碱土金属盐；或为含双键的不饱和磺酸及它们的铵盐、碱金属盐和碱土金属盐；或为含双键的不饱和膦酸以及它们的铵盐、碱金属盐和碱土金属盐；或为磺甲基化或膦酰氧基化的丙烯酰胺以及它们的铵盐、碱金属盐和碱土金属盐。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的水包水聚合物分散体，其特征在于所述水溶性盐为硫酸钠、硫酸铵、硫酸镁、氯化铵、氯化钠、磷酸钠、磷酸氢二钠中的至少一种。
6.权利要求1所述水包水聚合物分散体的制备方法，其特征在于原料为水溶性单体、 稳定剂、水溶性盐、去离子水和引发剂，水溶性单体、稳定剂、水溶性盐、去离子水的质量百分数如下引发剂为水溶性单体质量的0. 05 1. 4% ；所述水溶性单体为水溶性非离子单体，或水溶性阴离子单体，或水溶性非离子单体和水溶性阴离子单体，或水溶性非离子单体和水溶性阳离子单体；所述稳定剂为水溶性蛋白；工艺步骤依次为(1)在搅拌下将稳定剂和去离子水加入反应容器，当稳定剂完全溶解后加入水溶性单体和水溶性盐，继续搅拌使它们完全溶解，当水溶性单体和水溶性盐完全溶解后，将所形成的混合液的PH值调至3. 0 7. 0，然后通入氮气去除氧气；(2)将引发剂加入反应容器，使混合液中的单体于常压、20°C 85°C进行自由基反应至少3小时，即得到水包水聚合物分散体。
7.根据权利要求6所述水包水聚合物分散体的制备方法，其特征在于水溶性蛋白为明胶、胶原蛋白、大豆蛋白中的至少一种。
8.根据权利要求7所述水包水聚合物分散体的制备方法，，其特征在于明胶或胶原蛋白的分子量为30KD 300KD。
9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述水包水聚合物分散体的制备方法，其特征在于所述水溶性非离子单体的结构通式如下R3上述结构通式中，R1为氢或甲基，R2和R3为氢、1个 5个碳原子的烷基或羟烷基； 所述水溶性阳离子单体的结构通式如下水溶性单体8.0 40.0%稳定剂0.15 4.0%水溶性盐10.0 32.0%去离子水24.0 72.0%R1 OH2C=C——C——N'
10.根据权利要求6至8中任一权利要求所述水包水聚合物分散体的制备方法，其特征在于所述水溶性盐为硫酸钠、硫酸铵、硫酸镁、氯化铵、氯化钠、磷酸钠、磷酸氢二钠中的至少一种；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种，或由过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种与亚硫酸氢钠组成，或为水溶性偶氮热分解引发剂。
全文摘要
本发明所述水包水聚合物分散体，由水溶性单体形成的聚合物、水溶性蛋白、水溶性盐和去离子水组成。所述水包水聚合物分散体的制备方法，工艺步骤依次为(1)在搅拌下将稳定剂和去离子水加入反应容器，当稳定剂完全溶解后加入水溶性单体和水溶性盐，继续搅拌使它们完全溶解，当水溶性单体和水溶性盐完全溶解后，将所形成的混合液的pH值调至3.0-7.0，然后通入氮气去除氧气；(2)将引发剂加入反应容器，使混合液中的单体于常压、20℃-85℃进行自由基反应至少3小时。所述水溶性单体为水溶性非离子单体，或水溶性阴离子单体，或水溶性非离子单体和水溶性阴离子单体，或水溶性非离子单体和水溶性阳离子单体；稳定剂为水溶性蛋白。
文档编号C08F2/30GK102321208SQ201110165000
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者成煦, 朱谱新, 杜宗良 申请人:四川大学