[发明专利]一种水包水聚合物分散体及制备方法

说明书

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CN101016352A)、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：

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：

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℃～85℃进行自由基反应至少3小时，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、大豆蛋白中的至少一种。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：

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。

上述水包水聚合物分散体及其制备方法中，所述水溶性阳离子单体有多种：

(1)结构通式如下的阳离子单体：

上述结构通式中，R₁为氢或甲基，Z₁为O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，Y₀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，Z^-为卤素或醋酸根或SO₄CH₃^-；

(2)结构通式如下的阳离子单体：