[發明專利]抗鹽性分散劑及采用光引發聚合的制備方法

無效

• 申請號: 201110375330.5
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102516449A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 施曉旦;金霞朝;王養臣
• 申請（專利權）人: 上海東升新材料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F218/08;C08F216/06;C08F2/48;C08F8/44;C09C1/02;C09C3/10
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種用于超細碳酸鈣分散的抗鹽性分散劑及其制備方法。

背景技術

碳酸鈣作為一種非常重要的無機化工填料廣泛應用于造紙、涂料、橡膠、塑料、油墨、醫藥、食品、飼料、化妝品等的生產、加工和應用中。碳酸鈣粒度越細、固含量越高，研磨時粘度就越高，研磨后反粘也越厲害，因此，在研磨和分散碳酸鈣時加入分散劑是很有必要的。隨著人們對產品質量要求的提高，對碳酸鈣細度和均勻性以及碳酸鈣漿料的固含量的要求也日益提高。對于高級別碳酸鈣的生產，分散劑的作用顯得尤為重要。

分散劑的分子量及其分布對于其分散效果具有很大的影響。J.Loiseau[Macromolecules?2003，36，3066-3077]的研究結果表明，接近分子量單分散的聚丙烯酸鈉比多分散的聚丙烯酸鈉具有更好的分散作用，前者可以不可逆地全部吸附到碳酸鈣粒子的表面，從而很好地分散碳酸鈣；而后者只能部分選擇性地吸附到碳酸鈣粒子表面，分散劑的利用效率大大降低。目前聚丙烯酸鈉型分散劑絕大部分都是由一般的溶液自由基聚合制得。普通的自由基聚合所合成的聚合物分子量分布很寬。目前的市售分散劑用于研磨分散高級別碳酸鈣時往往發生嚴重的反粘。

自由反離子對于分散劑的應用效果具有顯著影響。目前一般分散劑對于自由離子的影響的抵抗力都比較弱，因此很難適應比較復雜的研磨和分散環境。另外，研磨好的超細碳酸鈣，如果在無機鹽濃度較高或自由反離子濃度較高的環境下使用，也會發生聚結和反粗，因此開發抗鹽性能較好的分散劑對于提高碳酸鈣的研磨效果和超細碳酸鈣的應用效果都很有意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗鹽性分散劑及采用光引發聚合的制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

光引發聚合制備抗鹽性分散劑的方法，包括如下步驟：

(1)將過渡金屬鹵化物、溶劑和2，2′-聯二吡啶，在溶劑中，氮氣氣氛中，40～60℃反應0.5-1小時，得到配合物溶液；

(2)然后在70～120℃下，加入混合單體和光敏引發劑，紫外光輻照0.5～1小時，反應5～20小時；

所述混合單體為醋酸乙烯酯和乙烯基羧酸酯的混合物，重量比為：

醋酸乙烯酯∶乙烯基羧酸酯＝1∶5～10；

所述乙烯基羧酸酯優選丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的一種或多種，單體中碳原子數為4～20；

(3)過氧化鋁柱子，除去過渡金屬后，將所得溶液和重量濃度為20～50％的氫氧化鈉溶液混合，80～120℃水解3～10小時，使聚(乙烯基羧酸酯-co-醋酸乙烯酯)轉變為聚(乙烯基羧酸-co-乙烯醇)鈉鹽；

(4)蒸餾除去溶劑、醋酸和醇副產物，再加重量濃度為20～50％的NaOH溶液調節pH為4～8，并加水調節重量固含量至41～43％，得到所述抗鹽性分散劑；

原料的重量份數配比如下：

過渡金屬鹵化物為Cu^II、Fe^III、Ni^III、Rh^III或Ru^III的氯化物或溴化物；

2，2′-聯二吡啶是用于絡合過渡金屬以提高其溶解度；

引發劑為光敏引發劑，如二苯甲酮、二苯甲酮衍生物安息香、安息香衍生物、甲基乙烯基酮、熒光素或曙紅等。

溶劑為油溶性溶劑，如：苯、甲苯、乙苯、二甲苯或乙酸乙酯；

所用紫外光源為高壓汞燈，波長介于100～1000nm之間。

所獲得的分散劑可用于重鈣研磨，也可用于輕鈣分散。所得超細碳酸鈣可用于造紙、涂料、塑料、橡膠、密封膠、醫藥、食品和化妝品等領域。

本發明采用紫外光輻照引發結合反向原子轉移自由基聚合的方法合成分子量分布很窄并且抗鹽性強的高效碳酸鈣分散劑。本發明先用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等酯類單體和醋酸乙烯酯進行反向原子轉移自由基聚合制備分子量分布很窄的無規共聚物，然后用氫氧化鈉溶液水解，最后制得具有很高分散效率和抗鹽性的聚(乙烯基羧酸-co-乙烯醇)鈉鹽分散劑。

相比原子轉移自由基聚合具有如下優點：不用帶入毒性較大的鹵代烷烴；引發劑可以是普通的自由基引發劑；采用過渡金屬的高價鹵化鹽作為催化劑，高價鹽制備和儲存都比低價鹽容易得多。