一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法技术

一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，以丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料，以可逆加成‑断裂链转移聚合为工艺基础，反应过程中丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比1:1；具体步骤为：以偶氮二异丁腈为引发剂、二硫代二异丙基黄原酸酯为链转移剂、丙烯酸为原料、乙醇为溶剂制备聚丙烯酸乙醇溶液；将丙烯酸丁酯乙醇溶液加入到聚丙烯酸乙醇溶液中进行聚合反应，待反应后，加入N,N‑二甲基乙二醇胺调pH，真空抽滤，用丙二醇单甲醚开稀。该方法制备的AB嵌段水性分散剂分子量均一，便于使用、在水中表现出了良好的稳定性，同时AB嵌段物上丰富的羧基以及极性大、空间位阻大等结构特性，使其对钛白、氧化铁等无机氧化物具有良好的分散能力。

A Method of Preparing AB Block Water-borne Dispersant Based on RAFT

【技术实现步骤摘要】
一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法
本专利技术涉及一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法。
技术介绍
现今市面上的丙烯酸脂类的分散剂，大部分为无规聚合物，且分子量分布宽度一般大于2，导致分散颜料的稳定性差，色浆不能长时间储存。因此，目前亟需一种分散颜料稳定性好，色浆能够长时间储存的分散剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，该方法制备的丙烯酸酯类分散剂，结构可控，分子量分布一般小于1.4，分散颜料稳定性好，色浆能够长时间储存。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，以丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料，以可逆加成-断裂链转移聚合为工艺基础，反应过程中丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比1:1；具体步骤为：以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂、二硫代二异丙基黄原酸酯（DIP）为链转移剂、丙烯酸（AA）为原料、乙醇为溶剂制备聚丙烯酸（PAA）乙醇溶液；然后将丙烯酸丁酯（BA）乙醇溶液加入到聚丙烯酸乙醇溶液中进行下一步聚合反应，待反应完全后，加入N,N-二甲基乙二醇胺调pH，最后通过真空抽滤去除乙醇溶剂，使用丙二醇单甲醚开稀获得AB嵌段水性分散剂。优选的，在上述基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法中，采用可逆加成-断裂链转移聚合为工艺基础制备带有反应活性中心的聚丙烯酸，进一步引发丙烯酸丁酯聚合。优选的，在上述基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法中，链转移剂可以用三硫代碳酸酯、二硫代苯甲酸－2－腈基异丙酯、二硫代二苯甲酸中的一种或几种替代。优选的，使用所述N,N-二甲基乙二醇胺调节pH至6.5-7.5。一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，包括以下步骤：（1）取1-2重量份偶氮二异丁腈、30-40重量份的丙烯酸、1-2重量份二硫代二异丙基黄原酸酯、80-100重量份无水乙醇混合均匀，置于密闭反应容器中，先于冰浴条件下搅拌均匀，再于水浴加热条件下搅拌反应，得聚丙烯酸乙醇溶液；（2）固定丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比为1:1，在三口烧瓶中加入一定量的聚丙烯酸乙醇溶液，搅拌升温至60-70℃，保温，加入第一批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液，保温反应后，加入第二批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液，继续保温反应，加入第三批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液，控制温度在60-70℃继续反应，待反应完后，用N,N-二甲基乙二胺溶液调pH至6.5-7.5，在30-40℃内反应20-40min，出料；（3）真空抽滤后，用丙二醇单甲醚开稀（固含为50-55wt%），获得AB嵌段水性分散剂。进一步，步骤（1）中，水浴的温度为于60-70℃，搅拌反应的时间为3-5h。进一步，步骤（2）中，搅拌升温至60-70℃，保温10-30min。进一步，步骤（2）中，第一批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液的加入量体积占所需加丙烯酸丁酯乙醇溶液的30-35%。进一步，步骤（2）中，加入第一批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液后，保温反应30±3min。进一步，步骤（2）中，加入第二批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液的加入量体积占所需加丙烯酸丁酯乙醇溶液的35-45%。进一步，步骤（2）中，加入第二批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液后，保温反应30±3min。进一步，步骤（2）中，加入第三批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液的加入量体积占所需加丙烯酸丁酯乙醇溶液的20-35%。进一步，步骤（2）中，加入第三批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液后，控制温度在60-70℃继续反应90-120min。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过可逆加成-断裂链转移法将制备具有反应活性的聚丙烯酸大分子中间体，利用聚丙烯酸大分子的活性种引发丙烯酸丁酯开双键聚合，形成丙烯酸—丙烯酸丁酯嵌段聚合物，利用N-N二甲基乙二醇胺中和处理实现水溶性的提高，利用真空抽滤避免干燥过程中的材料结构的破坏。本专利技术制备的AB嵌段水性分散剂分子量均一，便于使用、在水中表现出了良好的稳定性，同时AB嵌段物上丰富的羧基以及极性大、空间位阻大等结构特性，使其对钛白、氧化铁等无机氧化物具有良好的分散能力。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1（1）取1g偶氮二异丁腈作为引发剂与30g的丙烯酸作为原料、1g份二硫代二异丙基黄原酸酯作为链转移剂，80g重量份无水乙醇混合均匀，置于密闭反应容器中，先于冰浴条件下搅拌均匀，再于60℃水浴加热条件下搅拌反应5h，得聚丙烯酸乙醇溶液；（2）固定丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比为1:1，在三口烧瓶中加入26.7wt%的聚丙烯酸乙醇溶液112g，搅拌升温至60℃，保温10min后加入第一批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的30%），保温反应30min后加入第二批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的35%），继续保温30min后，加入第三批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的35%），控制温度在60℃继续反应90min，随后用99.5wt%的N,N-二甲基乙二胺溶液调pH至7.3，在30-40℃内反应20min，出料；（3）将真空度调节至-0.02MPa，真空抽滤后，使用丙二醇单甲醚开稀（固含为51.2%）即为AB嵌段水性分散剂。实施例2（1）取2g偶氮二异丁腈作为引发剂与30g的丙烯酸作为原料、2g份二硫代二异丙基黄原酸酯作为链转移剂，100g重量份无水乙醇混合均匀，置于密闭反应容器中，先于冰浴条件下搅拌均匀，再于60℃水浴加热条件下搅拌反应4h，得聚丙烯酸乙醇溶液；（2）固定丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比为1:1，在三口烧瓶中加入22.3wt%的聚丙烯酸乙醇溶液134g，搅拌升温至70℃，保温30min后加入第一批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的45%），保温反应30min后加入第二批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的30%），继续保温30min后，加入第三批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的25%），控制温度在70℃继续反应90min，随后用99.5wt%的N,N-二甲基乙二胺溶液调pH至7.3，在30-40℃内反应20min，出料；（3）将真空度调节至-0.02MPa，真空抽滤后，使用丙二醇单甲醚开稀（固含为51.6%）即为AB嵌段水性分散剂。实施例3（1）取1g偶氮二异丁腈作为引发剂与30g的丙烯酸作为原料、2g份二硫代二异丙基黄原酸酯作为链转移剂，100g重量份无水乙醇混合均匀，置于密闭反应容器中，先于冰浴条件下搅拌均匀，再于60℃水浴加热条件下搅拌反应6h，得聚丙烯酸乙醇溶液；（2）固定丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比为1:1，在三口烧瓶中加入22.5wt%的聚丙烯酸乙醇溶液133g，搅拌升温至70℃，保温10min后加入第一批质量分数为40%的丙烯酸丁酯乙醇溶液（占所需丙烯酸丁酯乙醇溶液体积的35%），保温反应30min后加入第二批质量分数为40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，其特征在于：以丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料，以可逆加成‑断裂链转移聚合为工艺基础，反应过程中丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比1:1；具体步骤为：以偶氮二异丁腈为引发剂、二硫代二异丙基黄原酸酯为链转移剂、丙烯酸为原料、乙醇为溶剂制备聚丙烯酸乙醇溶液；然后将丙烯酸丁酯乙醇溶液加入到聚丙烯酸乙醇溶液中进行下一步聚合反应，待反应完全后，加入N,N‑二甲基乙二醇胺调节pH，最后通过真空抽滤去除乙醇溶剂，使用丙二醇单甲醚开稀，获得AB嵌段水性分散剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，其特征在于：以丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料，以可逆加成-断裂链转移聚合为工艺基础，反应过程中丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比1:1；具体步骤为：以偶氮二异丁腈为引发剂、二硫代二异丙基黄原酸酯为链转移剂、丙烯酸为原料、乙醇为溶剂制备聚丙烯酸乙醇溶液；然后将丙烯酸丁酯乙醇溶液加入到聚丙烯酸乙醇溶液中进行下一步聚合反应，待反应完全后，加入N,N-二甲基乙二醇胺调节pH，最后通过真空抽滤去除乙醇溶剂，使用丙二醇单甲醚开稀，获得AB嵌段水性分散剂。2.根据权利要求1所述的基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，其特征在于：采用可逆加成-断裂链转移聚合为工艺基础制备带有反应活性中心的聚丙烯酸，进一步引发丙烯酸丁酯聚合。3.根据权利要求1或2所述的基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，其特征在于：链转移剂用三硫代碳酸酯、二硫代苯甲酸－2－腈基异丙酯、二硫代二苯甲酸中的一种或几种替代。4.根据权利要求1或2所述的基于RAFT法制备AB嵌段水性分散剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取1-2重量份偶氮二异丁腈、30-40重量份的丙烯酸、1-2重量份二硫代二异丙基黄原酸酯、80-100重量份无水乙醇混合均匀，置于密闭反应容器中，先于冰浴条件下搅拌均匀，再于水浴加热条件下搅拌反应，得聚丙烯酸乙醇溶液；（2）固定丙烯酸与丙烯酸丁酯的总摩尔比为1:1，在三口烧瓶中加入一定量的聚丙烯酸乙醇溶液，搅拌升温至60-70℃，保温，加入第一批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液，保温反应后，加入第二批质量分数为40±2%的丙烯酸丁酯乙醇溶液，继续保温反应，加入第三批质量分数为40±2%的丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖有为，葛毅，杨焰，吴忠冬，黄彬，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43