一种丙烯酸酯类高分子分散剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于分散剂制备技术领域，公开了一种丙烯酸酯类高分子分散剂及其制备方法与应用。所述丙烯酸酯类高分子分散剂由甲基丙烯酸甲酯和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺以RAFT聚合方法制备而成。其合成方法包括如下步骤：无氧条件下，单体甲基丙烯酸甲酯(或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺)在引发剂和RAFT试剂的作用下，生成RAFT试剂大分子，再与单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(或甲基丙烯酸甲酯)作用，在引发剂的诱导下反应生成所述丙烯酸酯类高分子分散剂。所述丙烯酸酯类高分子分散剂对无机颗粒表面覆盖及包封效果好，分散体系稳定，主要应用于陶瓷喷墨用陶瓷颜料颗粒的分散。

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯类高分子分散剂及其制备方法与应用
本专利技术属于分散剂
，具体涉及一种丙烯酸酯类高分子分散剂及其制备方法与应用。
技术介绍
陶瓷喷墨打印技术的出现及使用是陶瓷装饰界的一场变革，它将在未来市场中占据优势地位，陶瓷墨水的制备是陶瓷喷墨打印技术的关键部分。陶瓷墨水是由陶瓷色料、溶剂、分散剂及其它助剂如结合剂、表面活性剂等组成。分散剂具有调节陶瓷墨水的分散性和稳定性功能，使陶瓷色料在溶剂中均匀分散，保证打印前不团聚。分散剂对陶瓷色料的作用主要通过以下三种方式来实现：(1)静电稳定理论：增大陶瓷色料颗粒表面电位的绝对值，提高颗粒间的静电稳定作用；(2)空间稳定理论：通过高分子分散剂在陶瓷色料颗粒表面形成的吸附层之间的位阻效应，使颗粒之间产生很强位阻排斥力；(3)调控陶瓷色料颗粒表面极性，既增强分散介质对它的润湿性，又增强了表面溶剂化膜，提高了颗粒表面结构化程度，使结构化排斥力大大增强。分散剂可有效地阻止陶瓷墨水的聚沉，其合理选择和含量是关键。分散剂分为传统分散剂和高分子分散剂。高分子分散剂是一类高效的聚合物分散剂，由于其优良的性能，在油墨与涂料领域中起到至关重要的作用。与传统分散剂相比，高分子分散剂能够加快颜料表面润湿，缩短研磨所需时间，降低油墨粘度，还可以增加油墨或涂料的着色强度，增大体系的固含量，最重要的是还可依靠其强大的立体空间作用，提高颜料在有机介质中的分散稳定性。华东理工大学研制开发的WL-1型超分散剂，提高了颜料颗粒在油墨中的分散稳定性，改善了油墨的使用性能和印刷品质；Kakui等以聚乙烯亚胺(PEI)为分散剂，发现接枝PEI比线型PEI更易发生短程空间斥力，对氧化铝陶瓷颗粒具有分散稳定性；Yoshikawa等合成的高分子分散剂PMAA-mPEO，研究显示，对BaTiO3悬浮体有很好的的分散稳定性。目前国外开发、研制高分子分散剂的公司主要有ICI，KvK，Dupont，BASF，BYK，Daniel，SunChemical等公司。国内对高分子分散剂的研究起步较晚，分散剂种类少，合成方法还不成熟，其开发的产品使用性能还无法完全满足使用要求，仍需大量进口国外产品。因此，开发和研制性能优良的高分子分散剂具有重要意义
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种丙烯酸酯类高分子分散剂；本专利技术的另一目的在于提供上述丙烯酸酯类高分子分散剂的制备方法；本专利技术的再一目的在于提供上述丙烯酸酯类高分子分散剂的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种丙烯酸酯类高分子分散剂，其由单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)聚合制备而成，具有如下结构：其中，m为10～100的整数倍，n为10～100的整数倍。上述丙烯酸酯类高分子分散剂根据单体甲基丙烯酸甲酯和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺的进行RAFT聚合的顺序不同，可分为两种制备方法。上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第一种制备方法，包括如下步骤：无氧条件下，单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)在引发剂和RAFT试剂的作用下，生成RAFT试剂大分子，再与单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)作用，在引发剂的诱导下反应生成P(DMAPMA)-b-P(MMA)共聚物，即为上述丙烯酸酯类高分子分散剂；上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第一种制备方法，具体包括如下步骤：(a)将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、RAFT试剂、引发剂M和溶剂A加入到反应器中，搅拌均匀得混合液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到中间产物MMAmacro-RAFT；(b)将中间产物MMAmacro-RAFT、单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)、引发剂N和溶剂B加入到反应器中，搅拌均匀得混合反应液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(MMA)，即为上述丙烯酸酯类高分子分散剂。在上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第一种制备方法中，优选的，步骤(a)所述RAFT试剂为S-乙基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯；优选的，步骤(a)所述引发剂M为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；优选的，步骤(a)所述溶剂A为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；优选的，步骤(a)所述反应温度为60～80℃，所述反应时间为8～24h；优选的，步骤(a)所述混合液中甲基丙烯酸甲酯、RAFT试剂及引发剂M的摩尔比为85:1:0.1～2500:1:0.3，所述甲基丙烯酸甲酯在步骤(a)所述混合液中的质量分数为15％；优选的，步骤(b)所述引发剂N为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；优选的，步骤(b)所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；优选的，步骤(b)所述反应温度为60～80℃，所述反应时间为12～24h；优选的，步骤(a)和步骤(b)所述快速降温采用冰浴降温；优选的，步骤(b)所述混合反应液中N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、中间产物MMAmacro-RAFT及引发剂N的摩尔比为50:1:0.1～500:1:0.3，所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(b)所述混合反应液中的质量分数为15％。上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第二种制备方法，包括如下步骤：无氧条件下，单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在引发剂和RAFT试剂的作用下，生成RAFT试剂大分子，再与单体甲基丙烯酸甲酯作用，在引发剂的诱导下反应生成P(MMA)-b-P(DMAPMA)共聚物，即为上述丙烯酸酯类高分子分散剂；上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第二种制备方法，具体包括如下步骤：(1)将N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)、RAFT试剂、引发剂P和溶剂C加入到反应器中，搅拌均匀得混合液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMAmacro-RAFT；(2)将中间产物DMAPMAmacro-RAFT、单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)、引发剂Q和溶剂D加入到反应器中，搅拌均匀得混合反应液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(MMA)-b-P(DMAPMA)，即为所述丙烯酸酯类高分子分散剂。在上述丙烯酸酯类高分子分散剂的第二种制备方法中，优选的，步骤(1)所述RAFT试剂为S-乙基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯；优选的，步骤(1)所述引发剂P为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)；优选的，步骤(1)所述溶剂C为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；优选的，步骤(1)所述反应温度为60～80℃，所述反应时间为8～24h；优选的，步骤(1)所述混合液中N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、RAFT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酸酯类高分子分散剂，其特征在于：所述丙烯酸酯类高分子分散剂由单体甲基丙烯酸甲酯和单体N‑(3‑二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺聚合制备而成，具有如下结构：其中，m为10～100的整数倍，n为10～100的整数倍。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯类高分子分散剂，其特征在于：所述丙烯酸酯类高分子分散剂由单体甲基丙烯酸甲酯和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺聚合制备而成，具有如下结构：其中，m为10～100的整数，n为10～100的整数。2.一种根据权利要求1所述的丙烯酸酯类高分子分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：无氧条件下，单体甲基丙烯酸甲酯在引发剂和RAFT试剂的作用下，生成RAFT试剂大分子，再与单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺作用，在引发剂的诱导下反应生成P(DMAPMA)-b-P(MMA)共聚物，即为所述丙烯酸酯类高分子分散剂。3.根据权利要求2所述的丙烯酸酯类高分子分散剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：(a)将甲基丙烯酸甲酯、RAFT试剂、引发剂M和溶剂A加入到反应器中，搅拌均匀得混合液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到中间产物MMAmacro-RAFT；(b)将中间产物MMAmacro-RAFT、单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、引发剂N和溶剂B加入到反应器中，搅拌均匀得混合反应液；在冰浴条件下，反应器通氮气，然后在油浴下升温至反应温度进行反应，达到反应时间后快速降温并暴露于空气中，使反应停止，将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(MMA)，即为所述丙烯酸酯类高分子分散剂。4.根据权利要求3所述的丙烯酸酯类高分子分散剂的制备方法，其特征在于：步骤(a)所述RAFT试剂为S-乙基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯；步骤(a)所述引发剂M为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；步骤(a)所述溶剂A为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺；步骤(a)所述反应温度为60～80℃，所述反应时间为8～24h；步骤(a)所述混合液中甲基丙烯酸甲酯、RAFT试剂及引发剂M的摩尔比为85:1:0.1～2500:1:0.3，所述甲基丙烯酸甲酯在步骤(a)所述混合液中的质量分数为15％；步骤(b)所述引发剂N为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；步骤(b)所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺；步骤(b)所述反应温度为60～80℃，所述反应时间为12～24h；步骤(b)所述混合反应液中N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、中间产物MMAmacro-RAFT及引发剂N的摩尔比为50:1:0.1～500:1:0.3，所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(b)所述混合反应液中的质量分数为15％。5.一种根...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖兵，梁彩珍，王斌，方天勇，张伟，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44