[發明專利]甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110440872.6
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102532393A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 任天瑞;彭彤;張雷;南士彬;邢雯
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F212/08;C08F2/48;A01N25/30;A01N25/14;A01N43/70;A01P13/00;B01F17/52
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及一種共聚物分散劑，具體的說是一種羧酸鹽類共聚物，是光引發甲基丙烯酸和苯乙烯共聚物分散劑及制備技術和用途。

背景技術

分散劑在顏料、染料、農藥等行業都有著重要的應用。傳統小分子分散劑的缺點是：在固體顆粒表面吸附不牢固，容易從表面解離導致重新聚集或沉淀。陽離子分散劑在硬水條件下使用容易生成沉淀而失效。羧酸鹽類共聚物分散劑通過空間位阻作用及靜電斥力作用可使體系穩定，比小分子和陽離子分散劑分散效果更好。

本課題組曾合成了三元羧酸鹽類分散劑，分散效果優良。但合成過程存在消耗能量大，難于控制等缺點。本發明運用光引發聚合，合成以甲基丙烯酸和苯乙烯為單體的二元羧酸鹽類聚合物分散劑。

上世紀50年代Oster和Shibata在光引發接枝聚合做了先驅工作，光引發聚合技術是合成高分子材料的重要方法之一。與傳統的聚合方法相比，光引發聚合總活化能低，可在較低溫度下聚合，具有工藝簡單、光強度易于測量、產物純凈、反應時間短、常溫反應、節能、環保和實驗結果易重現等特點，因此倍受人們重視。但未見有光引發合成甲基丙烯酸和苯乙烯共聚物分散劑的報道。

歐洲專利EP0405872A1用甲基丙烯酸和苯乙烯作為單體運用懸浮聚合合成具有熱塑性材料，用于發泡等成型。本課題組選擇甲基丙烯酸和苯乙烯作為聚合單體合成聚合物分散劑，用光引發聚合的方法合成甲基丙烯酸和苯乙烯共聚物分散劑，含有雜質少，分子量分布窄。希望能對無機粉體、農藥分散效果優良，節約能源，保護環境。

發明內容

本發明旨在通過光引發的方法，合成一種甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散劑，具有優良分散穩定性能、制備成本低、環境友好。

本發明還提供了上述分散劑的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為，一種甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散劑的制備方法，原料包括：

(a)以甲基丙烯酸和苯乙烯為單體，兩者質量比為1∶1～9∶1；

(b)表面活性劑，用量為單體總質量1％～10％；表面活性劑優選為質量比為5∶1～1∶5的十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇辛基苯基醚；

(c)防交聯劑，用量為單體總質量的2～16％；選自硫脲、尿素、對苯二酚、鄰苯二胺、異丙醇或亞硫酸氫鈉，優選為硫脲；

(d)光引發劑，用量為單體總質量的0.1～5％；優選為硝酸鑭-2-異丙基噻噸酮配合物、硝酸鑭-蒽醌配合物、硝酸鑭-二苯甲酮配合物中的一種；

(e)溶劑，用量為單體總質量0.8～1.5倍；優選為正己烷、氯仿、乙醇、丙酮、環氧二乙烷、四氫呋喃和環己酮中的一種。

(f)中和試劑，中和量為單體總量的10％～95％；優選為三乙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種；

步驟包括：將上述物質(a)-(e)混合，排出空氣，并在隔絕空氣和15～40℃的條件下，紫外光照射30～150分鐘，加入中和試劑，脫去有機溶劑；得到水劑，或者再噴霧干燥得到白色粉末分散劑。

上述(d)制備過程：稱取配體化合物(2-異丙基噻噸酮、蒽醌、二苯甲酮中的一種)和稀土化合物硝酸鑭，兩者比例為1∶10～10∶1，溶于醇中，在20～40℃條件下均勻攪拌24h充分混合溶解，得到產物用真空抽濾保留濾紙上的濾渣。用醇采用熱結晶法重結晶2～5次后放入真空干燥箱內20～40℃下真空干燥12小時～2天。取出產物，研磨成均勻粉末狀，即得光引發劑。

通過上述方法得到的甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散劑，是一種羧酸鹽類共聚物，平均相對分子量為800～15000之間，分子量分布小于2.5，劑型為水劑或粉末，可以用于無機礦物質的分散和農藥水分散劑的制備。

實驗表明：本發明光引發方法所制備的甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散劑，對碳酸鈣、氧化鋅、硫酸鋇、二氧化鈦等無機粉體及農藥有良好的分散效果；可用于制備農藥制劑和無機粉體，廣泛應用于農藥制劑、無機粉體等行業。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、光引發聚合具有總活化能低，產物純凈；可在較低溫度下聚合，節能、環保；制備工藝簡單、操作容易、生產周期短；成本低廉、無環境污染、實驗結果易于重現；適于工業規模化生產。

2、甲基丙烯酸含有功能化的羧酸基團，因此含有甲基丙烯酸單元的羧酸類聚合物分散劑具有較好的水溶性，對分散體系的pH值有良好的適應性。

3、本發明的羧酸鹽類聚合物分散劑具有理想的聚合度及羧基含量，通過空間位阻效應和靜電排斥使被分散物質分散穩定。

具體實施方式