【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分散剂，特别涉及一种水性离子化聚合物分散剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、氮化碳因其结构与性能与石墨烯和碳纳米管接近，而迅速受到研究工作者的青睐。与后两者不同的是，氮化碳制作简单，成本相对低廉，这也使其更容易受到业界的关注。与石墨烯和碳纳米管相同的是，纳米氮化碳在基体材料中的分散程度对其复合物的性能影响巨大。目前针对氮化碳的分散几乎都是围绕其分子结构中的氮原子，采用共价键合的原理，这种处理方式，对于氮化碳电子云分布的破坏性较大，导致所得产品性能与实验预期相差较大。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的为提供一种以非共价键合的原理进行分散氮化碳的水性离子化聚合物分散剂；本专利技术的第二目的是提供所述水性离子化聚合物分散剂的制备方法；本专利技术的第三目的为提供所述水性离子化聚合物分散剂在氮化碳中的应用。
2、技术方案：本专利技术所述基于水性离子化聚合物分散剂，结构式为：
3、
4、其中，x＝1～3，y＝2～5，z＝8～13，w＝2～3.5。
5、所述聚合物分散剂主链上的苯环、吡咯烷酮等共轭环可以通过π-π共轭效应在氮化碳表面形成锚固作用；聚合物支链上的十八烷基链段能在片层之间形成较大的空间位阻，抑制纳米粒子的团聚；氯化苄烷基化反应生产的季铵盐结构可以在纳米片层周围形成电荷层，确保所获得色浆的稳定性；磺酸钠可以形成自乳化效应，降低色浆的粘度。
6、所述水性离子化聚合物分散剂的制备原料按重量份
7、引发剂在受热情况下能够释放自由基，引起各原料之间发生聚合反应。优选的，所述引发剂由二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。
8、优选的，所述有机溶剂为异丙醇。
9、本专利技术所述的水性离子化聚合物分散剂的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)将苯乙烯-4-磺酸钠、丙烯酸二甲氨基乙酯、2-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸十八烷基酯加入有机溶剂中形成混合溶液1；
11、(2)将引发剂加入有机溶剂中形成混合溶液2；
12、(3)将混合溶液2和混合溶液1同时滴加进行聚合反应，反应温度为90～140℃，反应时间为4～6小时；
13、(4)将上述步骤(3)中温度降到80～120℃，并缓慢加入氯化苄进行烷基化反应，反应时间12～48小时，反应完成后，去除有机溶剂，即得到水性离子化聚合物分散剂。
14、优选的，步骤(2)中，滴加时间为1～3小时。
15、优选的，步骤(4)中，缓慢加入氯化苄的时间为20～40分钟。
16、本专利技术所述的水性离子化聚合物分散剂在氮化碳中的应用。
17、所述在氮化碳中的应用为：在制备氮化碳色浆中的应用。
18、所述应用方法为：将水性离子化聚合物分散剂和纳米氮化碳加入水中，分散，研磨，即得纳米氮化碳色浆产品。
19、所述水性离子化聚合物分散剂、纳米氮化碳与水的质量比为1～3：1～3：94～98。
20、专利技术机理：本专利技术以非共价键合的原理，聚合物主链上的苯环、吡咯烷酮等共轭环可以通过π-π共轭效应在石墨烯片层表面形成锚固作用；聚合物支链上的十八烷基链段能在片层之间形成较大的空间位阻，抑制纳米粒子的团聚；氯化苄烷基化反应生产的季铵盐结构可以在纳米片层周围形成电荷层，确保所获得色浆的稳定性；磺酸钠可以形成自乳化效应，降低色浆的粘度。水性离子化聚合物分散剂通过简单的自由基溶液聚合方法制备，所制备的聚合物经氯化苄烷基化改性而成水性离子化聚合物分散剂。
21、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)水性离子化聚合物分散剂与纳米氮化碳之间采用电荷吸附的方式进行锚固，聚合物的离子化处理为纳米片层之间提供稳定的电荷排斥效应，而聚合物支链上的长链烷烃能在纳米片层之间形成较大的空间位阻，确保了氮化碳色浆的稳定存在；(2)水性离子化聚合物分散剂通过简单的自由基溶液聚合方法制备，工艺简单，易于工业化；(3)水性离子化聚合物分散剂用于制备纳米氮化碳色浆，色浆粒度分布均匀，且储存稳定性良好。
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1.一种水性离子化聚合物分散剂，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的水性离子化聚合物分散剂，所述水性离子化聚合物分散剂的制备原料按重量份计包括：苯乙烯-4-磺酸钠10～25份、丙烯酸二甲氨基乙酯15～35份、2-乙烯基吡咯烷酮45～70份、丙烯酸十八烷基酯25～40份、氯化苄30～60份、引发剂2～5份、有机溶剂20～50份。
3.根据权利要求2所述的水性离子化聚合物分散剂，所述引发剂由二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。
4.根据权利要求2所述的水性离子化聚合物分散剂，所述有机溶剂为异丙醇。
5.一种权利要求1～4任一所述的水性离子化聚合物分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的水性离子化聚合物分散剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，滴加时间为1～3小时。
7.一种权利要求1～4任一所述的水性离子化聚合物分散剂在氮化碳中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述在氮化碳中的应用为：在制备纳米氮化碳色浆中
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：将水性离子化聚合物分散剂和纳米氮化碳加入水中，分散，研磨，即得纳米氮化碳色浆产品。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述水性离子化聚合物分散剂、纳米氮化碳与水的质量比为1～3：1～3：94～98。
...【技术特征摘要】
1.一种水性离子化聚合物分散剂，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的水性离子化聚合物分散剂，所述水性离子化聚合物分散剂的制备原料按重量份计包括：苯乙烯-4-磺酸钠10～25份、丙烯酸二甲氨基乙酯15～35份、2-乙烯基吡咯烷酮45～70份、丙烯酸十八烷基酯25～40份、氯化苄30～60份、引发剂2～5份、有机溶剂20～50份。
3.根据权利要求2所述的水性离子化聚合物分散剂，所述引发剂由二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。
4.根据权利要求2所述的水性离子化聚合物分散剂，所述有机溶剂为异丙醇。
5.一种权利要求1～4任一所述的水性离子化聚合物分散剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奠宇，徐先知，韦良杰，王毅，徐士雯，朱静，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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