一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法，所述分散剂以磷酸根和羧酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为和位阻基团，其数均分子量4000～10000，分子量多分散系数小于1.3，结构如下图；本发明专利技术的优点为：当磷酸盐阴离子、羧酸盐阴离子为锚固基团、聚乙烯基吡咯烷酮单元发挥位阻效应，分散体系更加稳定；采用ATRP合成法，所述分散剂分子量低、分子量分布均匀，因此本发明专利技术所述的分散剂分散效率高，可广泛应用于颜料、粉料、釉料的分散。

A phosphate type three element block copolymer dispersant and its preparation method

The invention relates to a three phosphate type block copolymer dispersant and preparation method thereof, wherein the dispersant with phosphate and carboxylate as the anchoring group of complex medium to pyrrolidone and steric groups, the number average molecular weight of 4000~10000 and the polydispersity coefficient is less than 1.3, the structure is as follows; the invention has the advantages that when play the steric effect of phosphate anions, the carboxylate anion as anchoring group, polyvinylpyrrolidone unit, disperse system is more stable; using ATRP agent synthesis method, the molecular weight of the dispersion, low molecular weight distribution, so the dispersion of high efficiency. Can be widely used in the dispersion of powder, pigment, glaze.

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法
本专利技术涉及一种分散剂的制备方法，具体涉及到一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法，属于高分子分散剂

技术介绍
在涂料、油墨、水泥、陶瓷釉料等化工产业中，颜料、填料的分散是制造技术的重要环节。为了使相关体系中的有机、无机颜料、填料得到均一稳定分散，经常使用分散剂。尽管传统的分散剂在水性分散介质中显示出有效的分散稳定作用，但由于它们在颜料粒子表面的吸附不十分牢固，容易从粒子表面上解吸从而导致被分散的粒子重新聚集或沉淀，体系的长期稳定性欠佳，对漆膜外观、硬度及耐老化等性质也有不利影响。为克服传统分散剂的局限性，近年来开发并应用了高分子分散剂。高分子分散剂对颜料、填料的分散有显著效果，尤其对润湿性、稳定性等方面有相当大的作用，对颜料的应用性能也有较大改善，已成为新一代的高效分散剂。原子转移自由基聚合(AtomTransferRadicalPolymerization，ATRP)是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体，通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡，从而实现了对聚合反应的控制。目前已有关于ATRP聚合在高分子分散剂领域的相关应用报道，但非常少。中国专利CN102040711A公开了一种用于水性涂料的两亲性聚合物颜料润湿分散剂及制备方法，该专利技术聚合物即为固体润湿分散剂；该专利技术可大大降低成本，提高效率，且大幅提高产物的性能。但由于该专利技术所用单体为大分子单体，导致该专利技术制备的分散剂分子量较大，分散剂的应用范围受到限制。中国专利CN104086762A公开了一种超支化聚酯树脂颜料分散剂、制备方法及其在颜料分散色浆和色浆的应用；该专利技术的超支化聚酯树脂颜料分散剂为具有羟基官能团的、树枝状的、超支化的、3D结构的聚酯，是采用酸酐和超支化聚酯反应，然后与一端是单环氧官能团另一端是疏水性长碳链的化合物反应制备；分散剂引入的长链烷基/芳基犹如锚钩的结构，与涂料主体树脂分子链有良好的相容性，并能降低分散体系的再度絮凝或聚集可能性。采用该专利技术的分散剂的油漆或色浆研磨很短时间即可达到细度要求，将其用于成品漆，成品漆的硬度高、热储存及室温储存稳定性好，能有效减缓成品漆沉淀和浮色；但由于该分散剂采用酯化法，该专利技术合成分散剂分子量偏高、多分散系数偏大，导致其分散性能不稳定。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法。本专利技术所述的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，结构示意图如下，所述分散剂以磷酸根和羧酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团，其数均分子量4000～10000，分子量多分散系数小于1.3。本专利技术所述的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，采用ATRP法合成，制备步骤如下：(a)在通氮气的的反应装置中，依次将0.2～1.0份配体、0.5～1.5份催化剂、0.05～0.1份表面活性剂、50～80份水、30份甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯类单体加入到反应装置中，搅拌乳化并升温70～90℃，通过滴加装置滴加5～10份10％份引发剂的水溶液，0.5～1h滴加完毕，然后70～90℃反应1h～2h，得溶液a；(b)取5～10份富马酸，加入氢氧化钠溶液中和至pH＝7，然后加入5～10份水稀释，得富马酸钠水溶液；向上述溶液a中逐滴滴加富马酸钠水溶液，0.5～1h滴加完毕，70～90℃下继续反应1h～2h，得溶液b；(c)将10～15份乙烯基吡络烷酮溶解于20～30份水中，得乙烯基吡络烷酮溶液；向上述溶液b中逐滴滴加乙烯基吡络烷酮溶液，0.5～1h滴加完毕，然后在70～90℃下继续反应1h～2h，自然冷却，加入氢氧化钠溶液中和至pH-＝7后停止搅拌，制得本专利技术所述的磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液，向共聚物分散剂溶液中加入沉淀剂沉淀、干燥、洗涤、再干燥造粒后即得本专利技术所述的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂。所述的配体为N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’，N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N，N，N’，N’，N”，N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2，2’-联吡啶、N，N，N’，N’，N”-五甲基二乙烯基三胺、N，N，N’，N’，N”，N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的至少一种。所述的催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、溴化铜中的至少一种。所述的表面活性剂为双十二烷基苯基醚二磺酸钠、硬脂酸钠、月桂酸钠、OP-10、苯乙基酚聚氧乙烯醚、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚类、十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵、十二烷基二甲基乙烯苯基氯化铵中的至少一种。所述的甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯类单体为甲基丙烯酰氧乙基醇单磷酸酯、甲基丙烯酰氧丙基醇单磷酸酯、甲基丙烯酰氧丁基醇单磷酸酯、甲基丙烯酰氧戊基醇单磷酸酯、甲基丙烯酰氧己基醇单磷酸酯、甲基丙烯酰氧庚基醇单磷酸酯中的至少一种。所述的引发剂为4-[2-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)乙氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)癸氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[6-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)己氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)辛氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、2-氯丙酰胺、2-溴丙酰胺、2-碘代丙烯酸甲酯、2-氯代丙腈、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸甲酯、二溴丙烯酸乙酯、1-溴代乙腈、2-甲基-2-溴代丙烯酸乙酯、2-溴代异丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯、N，N-二乙基-2-溴代丙烯酰胺中的至少一种。本专利技术的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，ATRP制备过程示意图如下：相对于现有技术，本专利技术所述的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法具有以下优点：(1)采用甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯类作为单体，经中和后分散剂分子链段含有磷酸盐高效锚固基团，锚固效应和双电层效应明显；(2)当磷酸盐阴离子、羧酸盐阴离子吸附于颜料或填料粒子表面，不同颜料或填料离子表面因双电层之间产生电荷排斥作用而分散开来，聚乙烯基吡咯烷酮因其特殊的结构发挥位阻效应，使得分散体系更加稳定，颜料或填料粒子不易团聚；(3)本专利技术的分散剂为采用ATRP合成法分子量低(4000～10000)、分子量分布均匀的钳段共聚物，不同分散剂分子链段、同一分散剂的不同链段之间不易发生相互缠绕，因此本专利技术所述的分散剂分散效率高，可广泛应用于颜料、粉料、釉料的分散。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1本专利技术所述的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，所述分散剂以磷酸根和羧酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为和位阻基团，其数均分子量4000～10000，分子量多分散系数小于1.3；其ATRP制备步骤如下：(a)在通氮气的的反应装置中，依次将0.5份N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、0.7份溴化亚铜、0.06份十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵、65份水、30份甲基甲基丙烯酰氧戊基醇单磷酸酯加入到反应装置中，搅拌乳化并升温78℃，通过滴加装置滴加5～10份10％份4-[10-(2-溴-2-甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，其特征在于：结构示意图如下，所述分散剂以磷酸根和羧酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团，其数均分子量4000～10000，分子量多分散系数小于1.3。

【技术特征摘要】
1.一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂，其特征在于：结构示意图如下，所述分散剂以磷酸根和羧酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团，其数均分子量4000～10000，分子量多分散系数小于1.3。2.一种如权利要求1所述的磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：(a)在通氮气的的反应装置中，依次将0.2～1.0份配体、0.5～1.5份催化剂、0.05～0.1份表面活性剂、50～80份水、30份甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯类单体加入到反应装置中，搅拌乳化并升温70～90℃，通过滴加装置滴加5～10份10％份引发剂的水溶液，0.5～1h滴加完毕，然后70～90℃反应1h～2h，得溶液a；(b)取5～10份富马酸，加入氢氧化钠溶液中和至pH＝7，然后加入5～10份水稀释，得富马酸钠水溶液；向上述溶液a中逐滴滴加富马酸钠水溶液，0.5～1h滴加完毕，70～90℃下继续反应1h～2h，得溶液b；(c)将10～15份乙烯基吡络烷酮溶解于20～30份水中，得乙烯基吡络烷酮溶液；向上述溶液b中逐滴滴加乙烯基吡络烷酮溶液，0.5～1h滴加完毕，然后在70～90℃下继续反应1h～2h，自然冷却，加入氢氧化钠溶液中和至pH-＝7后停止搅拌，制得本发明所述的磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液，向共聚物分散剂溶液中加入沉淀剂沉淀、干燥、洗涤、再干燥造粒后即得本发明所述的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂。3.根据权利要求2所述的一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂的制备方法，其特征在于：所述的配体为N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’，N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N，N，N’，N’，N”，N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2，2’-联吡啶、N，N，N’...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨特，
申请(专利权)人：陈晨特，
类型：发明
国别省市：浙江,33