[发明专利]水溶性聚合物及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种水溶性聚合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)采用低碳醇作为溶剂，使单体在引发剂作用下发生自由基聚合反应，生成水溶性聚合物并从低碳醇中析出；2)将生成的水溶性聚合物与低碳醇分离，制得水溶性聚合物。本申请中蒸出的溶剂可循环使用，生产过程为整体密闭生产工艺，可实现绿色聚合。通过低碳醇溶剂回流调控反应温度，整个聚合反应易于控制，设备简单，便于实现工业化。

技术领域

本发明属于水溶性聚合物领域，涉及自由基分散技术，具体涉及一种水溶性聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

溶液聚合是一种常用的自由基聚合方法，其优势在于聚合体系的粘度比本体聚合低，混合和散热比较容易，生产操作和温度都易于控制，还可利用溶剂的蒸发和回流以排除聚合热。当聚合产物溶于溶剂时为均相聚合反应，即典型的溶液聚合；当形成的聚合物不溶于溶剂时则为非均相反应，称为沉淀聚合，或称为淤浆聚合。水溶性聚合物的制备大多采用以水为溶剂的均相聚合，亦采用乳液聚合和分散聚合的方式。水溶液均相聚合后要经过干燥、粉碎等过程以获得粉状聚合物，除去水需要消耗大量能量；乳液聚合从乳液中沉析出聚合物的工序比较麻烦，更适应于最终产品是乳液的形式；分散聚合是单体溶解在溶剂中，在稳定剂的存在下由引发剂引发聚合，生成不溶性的聚合物而分散在连续相中，需加入稳定剂且不易除去。

为此，提出了一种以低碳醇为溶剂的分散聚合制备水溶性聚合物的方法，单体、引发剂和溶剂共同形成一个自由基分散聚合体系，无需加入稳定剂，引发聚合形成的产物不溶于低碳醇而直接析出，解决了水为溶剂时难以脱除的问题，聚合过程中存在向溶剂链转移的现象，有利于控制聚合物的分子量。

发明内容

针对以水为溶剂制备水溶性聚合物时水溶剂难以脱除的问题，提出了一种以低碳醇为溶剂的分散聚合制备水溶性聚合物的方法，单体、引发剂和溶剂共同形成一个自由基分散聚合体系，无需加入稳定剂，聚合完成后蒸出或抽滤脱除低碳醇，可直接获得粉状聚合物。

本申请的第一方面提供一种水溶性聚合物的制备方法。

作为具体实施方式，所述制备方法包括以下步骤：

1)采用低碳醇作为溶剂，使单体在引发剂作用下发生自由基聚合反应，生成水溶性聚合物并从低碳醇中析出；

2)将生成的水溶性聚合物与低碳醇分离，制得水溶性聚合物。

优选的，步骤2)中，所述低碳醇在反应后通过加热反应产物被蒸出，或通过对反应产物进行过滤或离心而分离，以得到所述水溶性聚合物。

优选的，所述单体为所述低碳醇溶剂的5-50wt％，所述单体与所述引发剂的质量比为300-20:1；和/或所述水溶性聚合物的的表观粘度为3-30mPa.s，优选为5-20mPa.s。

优选的，所述单体为酰胺类单体、吡咯烷酮类单体、吗啉类单体、丙磺酸类单体、丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体、磺酸盐类单体中的一种或多种含C＝C的单体；和/或所述引发剂为偶氮化合物或过氧化物中的一种或多种；和/或所述低碳醇为C₃-C₅醇，优选为C₃-C₅一元醇。