一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂制造技术

本发明专利技术涉及一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，由衣康酸、乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯，RAFT链转移剂、偶氮类引发剂，通过RAFT技术合成；其数均分子量为3000～8000，多分散系数PDI≤1.2；本发明专利技术的三元嵌段共聚物水性分散剂，其锚固基团羧酸盐离子、磺酸盐离子、磷酸酯盐离子多点吸附在粒子表面形成双电层静电排斥，而乙烯基苯磺酸基、甲基丙烯酰氧烷基的梳状分布产生空间位阻不会相互缠绕，并伸展在分散体系中，由于静电排斥和空间位阻的双重作用，不仅分散效率高，降粘好，而且形成稳定的悬浮体系，可用于水性色浆、水性纳米色浆、水性UV/LED色浆、水性工业漆色浆的分散。

A three component block copolymer RAFT based waterborne dispersant

The invention relates to a three element block copolymer water dispersible agent synthesized by RAFT, which is composed of itaconic acid, sodium vinyl benzene sulfonic acid, methacryl alkyl alcohol phosphate monoester, RAFT chain transfer agent, azo initiator, and synthesized by RAFT technology; the number average molecular weight is 3000~8000, the polydispersity coefficient PDI is less than 1.2, and three yuan of the invention. The block copolymer water dispersible agent, its anchorage group carboxylic ions, sulfonate ions, phosphate salts ions are adsorbed on the surface of the particle to form the electrostatic repulsion of the double layer, while the comb distribution of the vinyl benzenesulfonate and methacryl alkyl group produces space hindrance that will not intertwine each other and extend in the dispersion system. The double effects of electrostatic repulsion and steric hindrance not only have high efficiency and good viscosity, but also form a stable suspension system. It can be used in the dispersion of water based color pulp, water based nano color pulp, water based UV/LED color pulp and water-based industrial paint pulp.

【技术实现步骤摘要】
一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂
本专利技术涉及一种水性分散剂，尤其涉及到一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，属于分散剂

技术介绍
在涂料、油墨、水泥、陶瓷等化工产业中，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。中国专利CN101117450A公开了一种有机颜料用非离子超支化型高分子分散剂的制备方法，其主要取疏水性超支化聚合物、联结剂和亲水性链分别溶于溶剂中，经充分溶解，混合均匀制成溶液；将联结剂溶剂溶液置于反应容器中，在搅拌下升温，加入亲水性链溶剂溶液置于上述反应容器中，经搅拌，保温反应，再加入疏水性超支化聚合物溶剂溶液，在搅拌下升温、保温反应，再经冷却、过滤、洗涤，真空干燥为非离子超支化型高分子分散剂。该专利技术能得到固含量高、流动性好、稳定性高、颜色鲜艳的纳米级有机颜料；工艺流程简单、反应可在较低的温度下进行、产物提纯方便、不会出现凝胶和自动加速现象；但由于非离子型分散剂的锚固基团为结合力相对较弱的氢键锚固、又由于采用传统聚合方法合成，该专利技术合成分散剂分散效率稍低。中国专利CN101845122A公开了一种水性高分子颜料分散剂及由其制备的皮革阳离子颜料膏，采用丙烯酸酯类、丙烯酸酯类衍生物和功能性不饱和单体合成开发出了一种新型水性阳离子高分子分散剂，采用该分散剂制备出了具有同一分散体系的皮革用系列水性超细阳离子颜料膏，平均粒径达到0.3-1.0微米，用于皮革涂饰时，可以获得柔软的手感和良好的遮盖力，颜色鲜艳。其中，所述高分子分散剂具有约5000-50000的重均分子量，具有阳离子特性，适用于皮革行业常用的各类颜料的分散，但由于分散剂为阳离子型，限制了其在其他领域的应用。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；本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，其数均分子量为1500～20000，固含量为20％～90％，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的多分散系数偏高，导致其分散性能不稳定。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂及其制备方法。RAFT是可逆加成-断裂链转移聚合的简称，是活性/可控自由基聚合(CRP)的一种，采用RAFT受控技术合成的高分子聚合物具有分子量可控、分子量分布窄等特点。所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其分子结构式如下所示：其中，分子式中的n＝5～20，p＝4～10，m＝4～10；所述锚固基团为羧酸盐阴离子、磺酸盐阴离子、磷酸酯盐阴离子。所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其数均分子量为3000～8000，多分散系数PDI≤1.2。本专利技术所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，由衣康酸、乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸单酯，采用RAFT试剂合成的三元嵌段共聚物分散剂，其RAFT技术合成反应式如下：本专利技术所述的一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其制备工艺如下：按重量份计，依次将10.0～30.0份衣康酸、5.0～15.0份对苯乙烯磺酸钠、10.0～20.0份甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸酯、1.0～3.0份的RAFT链转移剂、40.0～80.0份溶剂加入到反应釜中，通N2保护，开启搅拌溶解均匀后，升温至50～100℃，然后均匀滴加8.0～15.0份含10％引发剂的溶剂溶液，在0.5h内滴完，保持在50～100℃继续反应6～8h；然后缓慢加入碱溶液和去离子水，调至pH为7～8，得所述的三元嵌段共聚物水性分散剂。其中，所述的甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸酯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。所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁基脒盐酸盐中的至少一种。所述的RAFT链转移剂为阴离子型或阳离子型改性的水溶性二硫酯、水溶性三硫酯；进一步地，优选为4,4’-二硫代苯乙酸、α-二硫代苯甲酯基对苯亚甲基氯化吡啶盐、S,S’-双(α,α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、二硫代二异丙基黄原酸酯、二乙基二硫代氨基甲酸酯型季铵盐中的至少一种。所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的至少一种。所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。本专利技术的一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其锚固基团羧酸盐离子、磺酸盐离子、磷酸酯盐离子多点吸附在粒子表面形成双电层静电排斥，而乙烯基苯磺酸基、甲基丙烯酰氧烷基的梳状分布产生空间位阻不会相互缠绕，并伸展在分散体系中，由于静电排斥和空间位阻的双重作用，不仅分散效率高，相容性好，而且形成稳定的悬浮体系；本专利技术的三元嵌段共聚物水性分散剂采用RAFT合成法分子量中等(3000～8000)、分布窄且均匀，并含有多锚固基团，分散效率高，降粘好。可用于水性色浆、水性纳米色浆、水性UV/LED色浆、水性工业漆色浆的分散。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂做进一步的描述。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1一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其制备工艺如下：按重量份计，依次将25.0份衣康酸、12.0份对苯乙烯磺酸钠、19.0份甲基丙烯酰氧丁基醇单磷酸酯、1.6份的S,S’-双(α,α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、80.0份乙醇加入到反应釜中，通N2保护，开启搅拌溶解均匀后，升温至75℃，均匀滴加10.0份含10％偶氮二异丁腈的乙醇溶液，在0.5h内滴完，保持在75℃继续反应6h；然后缓慢加入10％NaOH溶液和去离子水，调至pH为7～8，得所述的三元嵌段共聚物水性分散剂。实施例2一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其制备工艺如下：按重量份计，依次将22.0份衣康酸、13.0份对苯乙烯磺酸钠、15.0份甲基丙烯酰氧乙基醇单磷酸酯、3.0份的4,4’-二硫代苯乙酸、70.0份异丙醇加入到反应釜中，通N2保护，开启搅拌溶解均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其特征在于：所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其分子结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其特征在于：所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其分子结构式如下所示：其中，分子式中的n＝5～20，p＝4～10，m＝4～10；所述锚固基团为羧酸盐阴离子、磺酸盐阴离子、磷酸酯盐阴离子；所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其数均分子量为3000～8000，多分散系数PDI≤1.2；所述的三元嵌段共聚物水性分散剂，其制备工艺如下：按重量份计，依次将10.0～30.0份衣康酸、5.0～15.0份对苯乙烯磺酸钠、10.0～20.0份甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸酯、1.0～3.0份的RAFT链转移剂、40.0～80.0份溶剂加入到反应釜中，通N2保护，开启搅拌溶解均匀后，升温至50～100℃，然后均匀滴加8.0～15.0份含10％引发剂的溶剂溶液，在0.5h内滴完，保持在50～100℃继续反应6～8h；然后缓慢加入碱溶液和去离子水，调至pH为7～8，得所述的三元嵌段共聚物水性分散剂。2.根据权利要求1所述的RAFT合成的三元嵌段共聚物水性分散剂，其特征在于：所述的甲基丙烯酰氧烷基醇磷酸酯为甲基丙烯酰氧乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆明，许钧强，刘敏，匡民明，徐业雄，王松，
申请(专利权)人：英德科迪颜料技术有限公司，广东科迪新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44