[發明專利]一種嵌段型分散劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200710038421.3
• 申請日: 2007-03-23
• 公開（公告）號: CN101069827A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 王正東;陳臘瓊
• 申請（專利權）人: 上海點陣材料科技有限公司
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及高分子材料及其制備方法，尤其涉及一種嵌段型分散劑及其制備方法。

背景技術

聚合物型分散劑一般為兩親結構。其分子結構的一端一般為極性基團，如羧基、磺酸基、磷酸酯基、硫酸酯基及各種胺基、季銨鹽基。這些極性基團大約占分散劑分子量的5-10％，它們能與待分散的固體顆粒表面牢固結合，稱為錨固基團；分散劑的另一端為聚合物長鏈，必須與分散介質具有良好的相容性，稱為溶劑化鏈。溶劑化鏈一般占分散劑分子量的90％以上。根據溶劑化鏈的不同，聚合物型分散劑目前主要分為聚酯型和聚醚型。

聚酯型分散劑一般用于低極性或中等極性的有機介質中(例如GB2056461，GB2135804，CN1146371A)。聚醚型分散劑一般用于水性或強極性介質中(例如US4398955)。實際使用時，我們發現在水性或強極性介質中單純使用聚醚作溶劑化鏈時，分散劑的分散效果往往并不理想，而現有聚酯型分散劑在該類體系中根本無法使用。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種改進分散性能，滿足固體顆粒在水性或不同極性有機介質中分散需要的具有聚醚/聚酯的嵌段型分散劑及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種嵌段型分散劑，其特征在于，(1)該分散劑由于溶劑化鏈部分的起始劑和終端劑的不同，其結構包括如下通式：

其中：R₁為C₁～C₁₇的烴基，R₂為H或CH₃，R₃為C₄～C₈的二元羧酸酐的殘基，m＝1～50，n＝1～50，p＝1～500；

(2)當分散劑為A類結構時(即溶劑化鏈為端羧基結尾時)，其中X＝OM，M為H⁺、MH⁴⁺或Na⁺、K⁺堿金屬離子，或者X＝Y-Z，其中Y為橋連基團，如-NH-，-O-，Z為有機胺、有機胺鹽或季銨鹽的殘基；

(3)當分散劑為B類結構時(即溶劑化鏈為端羥基結尾時)，其中X為磷酸根(酯)、硫酸根(酯)，或者X＝Q-Z，其中Q為橋連基團，如Z為有機胺、有機胺鹽或季銨鹽的殘基。

所述的起始劑為單羥基聚醚。

一種嵌段型分散劑的制備方法，通常由溶劑化鏈和錨固基團連接而成，其特征在于，所述的溶劑化鏈是以單羥基聚醚為起始劑，在催化劑存在下促使二元羧酸酐和環氧化物交替開環，反應得到端羧基或端羥基嵌段聚合物，統稱溶劑化鏈，其反應過程中含有兩個交替的基團，如：

反應過程按I→II→I→II……進行，反應混合物中酸酐過量，則得到端羧基聚合物，與錨固基團連接后得到A類結構的分散劑；反應混合物中環氧化物過量，最終得到端羥基聚合物，與錨固基團連接后得到B類結構的分散劑。

合成過程中可調控因素如下：

(1)采用混合酸酐或混合環氧化物，同時調節不同酸酐之間或不同環氧化物之間的投料比，可方便地改變溶劑化鏈的結構與極性，使最終形成的分散劑能在不同極性的有機介質中高效地分散。合適的二元羧酸酐有順丁烯二酸酐、琥珀酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、氯茵酸酐、四溴苯酐；合適的環氧化物是環氧乙烷、環氧丙烷等。

(2)改變起始劑的用量，可以調節溶劑化鏈的分子量。理論上溶劑化鏈的數均分子量Mn等于實際反應物的總重量(克)與起始劑的摩爾數之比。溶劑化鏈的實際分子量可通過測定反應物系的酸值(Av)和羥值(Hv)進行計算。計算公式為：Mn＝56100/(Av+Hv)。

(3)溶劑化鏈合成反應溫度宜控制在110℃～130℃之間。合成時所用的催化劑可以是叔胺或季銨鹽，如三乙胺、芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨，其用量為反應物總量的0.1～1.0％(wt％)。

(4)合成反應可在常壓下進行，此時環氧化物宜用滴加方式加入；合成反應也可以加壓進行，此時環氧化物與其他反應物按投料比一起投入反應釜中。

(5)由于溶劑化鏈與錨固基因之間的連接，實際上就是羧基或羥基與極性基團之間的連接，其反應條件隨極性基團的不同而不同，但這些反應都是成熟的經典反應。例如端羧基聚酯與伯胺或仲胺之間的反應可在120℃～160℃之間進行，反應程度可以根據產物的酸值進行判斷，為此本發明中不作具體贅述。下面僅就溶劑化鏈與錨固基團之間的連接方式以及相應的產物概述如下：