本发明专利技术涉及一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，所述分散剂以甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠的乳化反应所得的磺酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为和位阻基团和水性化基团。由于本发明专利技术采用RAFT合成法，制备的分散剂分子量低(2000～8000)、分子量分布均匀，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，分散效率高，可广泛应用于颜料、釉料等的分散。
ATRP Preparation of a Polymer Dispersant for Pigment and Glaze
【技术实现步骤摘要】
一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法
本专利技术是中国专利“一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂及其制备方法”的分案申请，申请日为2017年8月20日，申请号为201710715810.9。本专利技术涉及一种分散剂的制备方法，具体涉及到一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂及其ATRP制备法，属于高分子分散剂合成
技术介绍
高分子分散剂结构对分散效果影响较大。一般地，水性体系中适用的超分散剂由锚链段和亲水链段两部分组成，为达到良好的分散效果，亲水链段分子量一般控制在1000～3000左右，亲水链过长，超分散剂分子易从颜料表面脱落，且亲水链与亲水链间易发生缠结而导致絮凝；锚链段的分子量一般控制在2000～5000左右，锚链段过长，往往因无法完全吸附于粒子表面而成环或与相邻粒子表面结合，导致粒子间的“架桥”絮凝。此外，高分子分散剂分子链段中亲水链段的适宜比例为20％～40％，如果亲水链段比例过高，则分散剂溶剂化过强，粒子与分散剂间的结合力相对削弱，分散剂易脱落；反之若亲水链段的比例过低，分散剂无法在水中完全溶解，相容性差，分散效果下降。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，步骤如下：在ARGETATRP条件下，将带有可聚合双键的大分子单体或聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯大分子单体与一种或两种疏水的(甲基)丙烯酸酯类单体聚合，获得梳形聚合物，再在该梳形聚合物中引入锚固官能团，即制得固体润湿分散剂；或者在ARGETATRP条件下，将带有可聚合双键的大分子单体或聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯大分子单体与带有锚固官能团的(甲基)丙烯酸酯类单体聚合，获得梳形聚合物，该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CN106749907A涉及一种ATRP技术合成的嵌段聚合物分散剂，制得的嵌段聚合物分散剂分子量可调、分子量分布窄，由于含有锚固基团磺酸基和氨基易于在浆料颗粒表面吸附并发挥分散作用，并将浆料中水化阳离子吸附的水分子释放出来，从而降低浆料的粘度，且不容易发生触变，该专利技术具有工艺简单，反应条件温和，一步法制得一种分子量分布窄的水性嵌段聚合物分散剂，可用于涂料行业、印刷行业、能源电子行业、陶瓷行业、颜填料行业、日用品行业。但由于该专利技术选用单体仅为锚固型单体，未选用将填料、颜料等粒子阻隔开来的位阻型单体，该专利技术所述的聚合物分散剂存在分散效率低、分散稳定性差的缺点；同时该专利技术ATRP聚合中选用的引发剂、配体等水溶性差，采用溶液聚合存在聚合效率低、单体利用率低的缺点。
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磺酸盐型嵌段共聚物分散剂及其ATRP制备法。本专利技术所述的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂，结构式如下，所述分散剂以磺酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团和水性化基团，数均分子量2000～8000，分子量多分散系数小于1.6；所述分散剂结构式中m:5～10，n:5～10，p:2～5，q:3～5。更进一步的，如以甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠为例，一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂以磺酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团和水性化基团，数均分子量2000～8000，分子量多分散系数小于1.6；所述磺酸根通过甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠的乳化反应所得；所述分散剂结构式中m:5～10，n:5～10。其结构式则为：本专利技术所述的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂，其ATRP制备方法如下：a)将0.1～1.0份配体、0.1～1.5份催化剂、0.05～0.2份乳化剂、60.0～100.0份水、30份磺酸盐单体加入到反应装置中，搅拌乳化并升温60～90℃，通过滴加装置滴加5～10份10％的引发剂醇溶液，0.5～1h滴加完毕，然后60～90℃反应3h～5h，得聚合物溶液a；b)在上述聚合物溶液a中加入10～20份乙烯基吡络烷酮，在60～90℃下继续反应3h～5h，自然冷却后停止搅拌，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、干燥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。所述的乳化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、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、乙烯基聚乙二醇、烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐、烯丙基-2丙基乙磺酸钠、乙烯基-2-丙基乙磺酸钠、聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯、十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵中的至少一种。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。所述的引发剂醇溶液为引发剂的甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇溶液。所述的磺酸盐单体为甲基丙烯酰氧乙氧基丙磺酸钠、甲基丙烯酰氧丙氧基丙磺酸钠、甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠、甲基丙烯酰氧乙氧基正戊基磺酸钠甲基丙烯酰氧戊氧基丙磺酸钠、甲基丙烯酰氧乙氧基丁磺酸钠、甲基丙烯酰氧丙氧基丁磺酸钠、甲基丙烯酰氧丙氧基正戊基磺酸钠、甲基丙烯酰氧丁氧基丁磺酸钠、甲基丙烯酰氧丁氧基正戊基磺酸钠、甲基丙烯酰氧戊氧基正戊基磺酸钠中的至少一种。本专利技术的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂，ATRP制备过程如下：本专利技术所述的一种磺酸盐型嵌段共聚物分散剂，其分散原理如下：当本专利技术所述的分散剂加入到水性分散液中，高效锚固基团磺酸盐阴离子吸附于颜料或填料离子表面，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和位阻排斥而分散开来；由于本专利技术制备的分散剂采用RAFT合成法分子量低(2000～8000)、分子量分布均匀，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、釉料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，其特征在于，以重量份数计，包括如下步骤：a)将配体、催化剂、乳化剂、水、甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠加入到反应装置中，搅拌乳化并升温60～90℃，通过滴加装置滴加引发剂醇溶液，0.5～1h滴加完毕，然后60～90℃反应3h～5h，得聚合物溶液a；b)在上述聚合物溶液a中加入乙烯基吡络烷酮，在60～90℃下继续反应3h～5h，自然冷却后停止搅拌，制得磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液；c)向磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液中加入沉淀剂沉淀、干燥、洗涤、干燥即得本专利技术所述的一种颜料釉料高分子分散剂。
【技术特征摘要】
1.一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，其特征在于，以重量份数计，包括如下步骤：a)将配体、催化剂、乳化剂、水、甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠加入到反应装置中，搅拌乳化并升温60～90℃，通过滴加装置滴加引发剂醇溶液，0.5～1h滴加完毕，然后60～90℃反应3h～5h，得聚合物溶液a；b)在上述聚合物溶液a中加入乙烯基吡络烷酮，在60～90℃下继续反应3h～5h，自然冷却后停止搅拌，制得磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液；c)向磺酸盐型嵌段共聚物分散剂溶液中加入沉淀剂沉淀、干燥、洗涤、干燥即得本发明所述的一种颜料釉料高分子分散剂。2.根据权利要求1所述的一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，其特征在于，所述的一种颜料釉料高分子分散剂以甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠的乳化反应所得的磺酸根为锚固基团，以吡络烷酮基为位阻基团和水性化基团，数均分子量2000～8000，分子量多分散系数小于1.6。3.根据权利要求1所述的一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，其特征在于，配体、催化剂、乳化剂、水、甲基丙烯酰氧丁氧基丙磺酸钠、引发剂醇溶液、乙烯基吡络烷酮的重量份数比为(0.1～1.0)：(0.1～1.5)：(0.05～0.2)：(60.0～100.0)：30：(5～10)：(10～20)。4.根据权利要求1所述的一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制备法，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’，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。5.根据权利要求1所述的一种颜料釉料高分子分散剂的ATRP制...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽娟，
申请(专利权)人：湖南七纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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