首页 / 专利库 / 化学元素和化合物 / / 硫代硫酸钾 / 一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法

一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法

阅读:946发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法,其制备方法包括以下步骤:1)将 丙烯酸 、引发剂、还原剂、链转移 试剂 和 水 加入反应容器中,在无 氧 条件下进行加热反应,得聚丙烯酸大分子;2)将所述聚丙烯酸大分子与第二 单体 、引发剂、还原剂和水加入反应容器中,在无氧条件下进行加热反应,得嵌段 聚合物 溶液;3)将反应后的所述嵌段聚合物溶液采用调节pH值至5-9,即得嵌段型分散剂。本发明的制备方法,通过使用RAFT聚合的方法,对分散剂的一段和二段进行人为的设计和控制;首先,通过自主设计制备出不同聚合度的一段聚合物,然后,二段反应中可通过选取不同的第二单体进行聚合,设计不同的聚合度,得到多种嵌段型聚合物。,下面是一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)将丙烯酸、引发剂、还原剂、链转移试剂加入反应容器中,在无条件下进行加热反应,得聚丙烯酸大分子;
(2)将所述聚丙烯酸大分子与第二单体、引发剂、还原剂和水加入反应容器中,在无氧条件下进行加热反应,得嵌段聚合物溶液;
(3)将反应后的所述嵌段聚合物溶液采用调节pH值至5-9,即得嵌段型分散剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述丙烯酸、引发剂、还原剂和链转移试剂的重量份数为:丙烯酸30-65份、引发剂0.2-2份、还原剂0.6-6份、链转移试剂0.1-1份、水80-100份。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述聚丙烯酸大分子、第二单体、引发剂、还原剂和水的重量份数为:聚丙烯酸大分子0.2-2份、第二单体10-20份、引发剂0.2-2份、还原剂0.6-6份、水35-45份。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二单体为甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、对苯乙烯磺酸钠、对苯乙烯甲酸、对苯乙烯乙酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸、过硫酸铵、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化环己、过氧化苯甲酰、偶氮类引发剂和过酸盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾硫代硫酸钠、N,N二甲基苯胺、酒石酸、吊白、硫酸亚、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、氯化亚铁、四乙烯亚胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、焦磷酸亚铁、焦磷酸钠、亚磷酸钠、六偏磷酸钠、次亚磷酸钠、磷酸二氢钠、甲胺、乙胺、葡萄糖、果糖、维生素C、基酸中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述链转移试剂为正十二硫醇、异丙醇、3-苄硫基硫代羰基硫基丙酸、3-十二烷硫基硫代羰基硫基丙酸、苄基三硫代碳酸酯基丙酸中的一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)中,所述无氧条件是在所述反应容器中通氮气20min得到;所述反应的反应温度为60-90℃、反应时间为4-8h。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述性物质为32%的氢氧化钠溶液。
10.一种如权利要求1-9任一项所述制备方法制得的基于RAFT聚合的嵌段型分散剂。

说明书全文

一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及分散剂制备领域,尤其涉及一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 分散剂是等颜料或填料研磨和涂料分散中的一种重要助剂,可以提高研磨效率,提高粒径、改善粘度,提高浆料和涂料的稳定性,改善纸的平滑度、白度、油墨吸收性、表面强度、涂布光泽度、印刷光泽度等各种性能。乙烯基酸的聚合物钠盐在这一领域应用较多,其中低分子量聚丙烯酸溶液以其优异的分散性能成为了这一领域的主要用品。但就目前的生产工艺和方法而言,目前市面上常见产品的性能可控性不好,效果稳定性差;而且对于不同的产品和需求也没有一定的针对性,很难满足客户的一些特殊要求。
[0003] 活性可控自由基聚合的研究也已经经历了较长的时间,其中RAFT聚合因为使用的原料种类少,链转移试剂易于制备,且能够对分子结构进行一定的设计,表现出了更多的优势,这也是一种极为可能实现工业化应用的聚合方法,将其应用于分散剂的结构设计和制备将大有裨益。
[0004] 因此,如何利用RAFT聚合方法,对分散剂的一段和二段甚至多段进行人为的设计和控制,制备出性能可控性好、效果稳定性好的分散剂是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是针对目前分散剂性能可控性不好、效果稳定性差,而且对于不同的产品和需求也没有一定的针对性,很难满足客户的一些特殊要求的问题,提供了一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂及其制备方法。
[0006] 为了实现上述的目的,本发明采用如下技术方案:
[0007] 本发明第一个方面是提供了一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法,包括以下步骤:
[0008] (1)将丙烯酸、引发剂、还原剂、链转移试剂和水加入反应容器中,在无条件下进行加热反应,得聚丙烯酸大分子;
[0009] (2)将所述聚丙烯酸大分子与第二单体、引发剂、还原剂和水加入反应容器中,在无氧条件下进行加热反应,得嵌段聚合物溶液;
[0010] (3)将反应后的所述嵌段聚合物溶液采用调节pH值至5-9,即得嵌段型分散剂。
[0011] 进一步地,步骤(1)中,所述丙烯酸、引发剂、还原剂和链转移试剂的重量份数为:丙烯酸30-65份、引发剂0.2-2份、还原剂0.6-6份、链转移试剂0.1-1份、水80-100份。
[0012] 进一步地,步骤(2)中,所述聚丙烯酸大分子、第二单体、引发剂、还原剂和水的重量份数为:聚丙烯酸大分子0.2-2份、第二单体10-20份、引发剂0.2-2份、还原剂0.6-6份、水35-45份。
[0013] 进一步地,所述第二单体为甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、对苯乙烯磺酸钠、对苯乙烯甲酸、对苯乙烯乙酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。
[0014] 进一步地,所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸、过硫酸铵、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化环己、过氧化苯甲酰、偶氮类引发剂和过碳酸盐中的一种或几种。
[0015] 进一步地,所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾硫代硫酸钠、N,N二甲基苯胺、酒石酸、吊白、硫酸亚、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、氯化亚铁、四乙烯亚胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、焦磷酸亚铁、焦磷酸钠、亚磷酸钠、六偏磷酸钠、次亚磷酸钠、磷酸二氢钠、甲胺、乙胺、葡萄糖、果糖、维生素C、基酸中的一种或几种。
[0016] 进一步地,所述链转移试剂为正十二硫醇、异丙醇、3-苄硫基硫代羰基硫基丙酸、3-十二烷硫基硫代羰基硫基丙酸、苄基三硫代碳酸酯基丙酸中的一种。
[0017] 进一步地,步骤(1)和步骤(2)中,所述无氧条件是在所述反应容器中通氮气20min得到;所述反应的反应温度为60-90℃、反应时间为4-8h。
[0018] 进一步地,步骤(3)中,所述性物质为32%的氢氧化钠溶液。
[0019] 本发明第二个方面是提供了一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0021] 本发明基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法,通过使用RAFT聚合的方法,对分散剂的一段和二段进行人为的设计和控制;首先,通过自主设计制备出不同聚合度的一段聚合物,然后,二段反应中可通过选取不同的第二单体进行聚合,设计不同的聚合度,得到多种嵌段型聚合物。
[0022] 同时,还可以选取不同结构的聚丙烯酸大分子CTA来调整和控制聚合物的空间结构,例如梳型、多分枝型、对称结构和非对称结构的聚合物,进而得到多种结构和性能各异的分散剂,以便适用于不同的情况,相比于传统分散剂显示出其独特的优势和更广阔的应用前景。

具体实施方式

[0023] 下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍,以使更好的理解本实用新型,但是下述实施例并不限制本发明范围。
[0024] 实施例1
[0025] 本实施例提供一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法:
[0026] 取一个500mL洁净反应瓶,称取40份丙烯酸、0.3份过硫酸钠、1份亚硫酸氢钠、0.4份苄基三硫代碳酸酯基丙酸(设计DP为100)和80份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至80℃反应5h;停止反应,得产品聚丙烯酸大分子,降温后出料,测试产品的固含量,备用。
[0027] 取一个500mL洁净反应瓶,称取20份对苯乙烯磺酸钠、0.5份过硫酸钠、1份亚硫酸氢钠、0.4份聚丙烯酸大分子CTA(DP设计为50)和45份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至85℃反应4h;停止反应并降温,缓慢加入10份的32%氢氧化钠溶液调节pH至6.5-7.5,测试其粘度后,留样即得固含量为42±1%的嵌段型分散剂。
[0028] 实施例2
[0029] 本实施例提供一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法:
[0030] 取一个500mL洁净反应瓶,称取40份丙烯酸、0.3份过硫酸钠、1份亚硫酸氢钠、0.4份苄基三硫代碳酸酯基丙酸(设计DP为100)和80份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至80℃反应5h;停止反应,得产品聚丙烯酸大分子,降温后出料,测试产品的固含量,备用。
[0031] 取一个500mL洁净反应瓶,称取15份顺丁烯二酸、0.3份过硫酸钠、1份亚硫酸氢钠、0.25份聚丙烯酸大分子CTA(DP设计为60)和35份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气
20min,排出空气后密封,搅拌下加热至85℃反应4h;停止反应并降温,缓慢加入20份的32%氢氧化钠溶液调节pH至6.5-7.5,测试其粘度后,留样即得固含量为42±1%的嵌段型分散剂。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例提供一种基于RAFT聚合的嵌段型分散剂的制备方法:
[0034] 取一个500mL洁净反应瓶,称取50份丙烯酸、0.2份过硫酸钾、0.6份亚硫酸钾、0.25份3-苄硫基硫代羰基硫基丙酸(设计DP为200)和100份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至80℃反应5h;停止反应,得产品聚丙烯酸大分子,降温后出料,测试产品的固含量,备用。
[0035] 取一个500mL洁净反应瓶,称取20份甲基丙烯酸羟乙酯、0.3份过硫酸钾、0.9份亚硫酸钾、0.4份聚丙烯酸大分子CTA(DP设计为50)和45份水加入反应瓶中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至90℃反应6h;停止反应并降温,缓慢加入13份的32%氢氧化钠溶液调节pH至6.5-7.5,测试其粘度后,留样即得固含量为42±1%的嵌段型分散剂。
[0036] 对比例
[0037] 采用传统溶液自由基聚合法:取一个500mL洁净反应瓶,称取40份丙烯酸、0.3份过硫酸钠、1份亚硫酸氢钠、0.4份苄基三硫代碳酸酯基丙酸(设计DP为100)和80份水加入反应容器中,搅拌溶解均匀;通氮气20min,排出空气后密封,搅拌下加热至80℃反应5h;停止反应,降温后缓慢加入6份的32%氢氧化钠溶液调节pH至6.5-7.5,测试其粘度后,留样即得固含量为42±1%的传统分散剂。
[0038] 实施例1-3和对比例的分散剂基本指标如表1所示:
[0039] 表1产品指标
[0040]样品编号 固含量% 粘度 pH 外观
实施例1 42.35 205 7.18 淡黄色透明粘稠液体
实施例2 42.06 256 7.03 淡黄色透明粘稠液体
实施例3 41.98 306 6.98 淡黄色透明粘稠液体
对比例 42.12 285 7.13 淡黄色透明粘稠液体
[0041] 应用比较例
[0042] 取实施例1-3和对比例的分散剂进行如下应用实验:在15L的研磨罐中加入2.5kg水,200g分散剂,搅拌均匀。加入7.5kg重质碳酸钙粉料,设定研磨转速为500rpm,研磨2.5h后出料。经粒径仪测试显示小于2um的碳酸钙颗粒重量含量大98%以上。加水调节固含量至75%,测试浆料初始粘度、1h后粘度和24h静止粘度。其结果见表2所示:
[0043] 表2
[0044]
[0045] 注:粘度均为25℃时的粘度
[0046] 使用本发明实施例1-3制备的分散剂研磨得到的浆料初始粘度与对比样品相近,1h粘度和24h静止粘度均明显低于对比样品,从跟踪粘度来看,使用本发明分散剂得到的产品的粘度增长率明显低于对比样品,可见本发明嵌段型分散剂性能明显优于常规分散剂。
[0047] 以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈