[發明專利]嵌段共聚物型分散劑及其光引發聚合制備方法

有效

• 申請號: 201210224429.X
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102702455A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 施曉旦;金霞朝
• 申請（專利權）人: 上海東升新材料有限公司
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F2/48;C09C3/10;C09C1/02
• 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

本發明涉及一種抗鹽性能突出并具有卓越分散效果的超細碳酸鈣研磨或分散用嵌段共聚物型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。濕法研磨碳酸鈣漿料，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。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。但普通的自由基聚合所合成的聚合物分子量分布較寬。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嵌段共聚物型分散劑及其光引發聚合制備方法，以克服現有技術存在的缺陷，滿足有關領域發展的需要。

本發明的方法，包括如下步驟：

（1）在溶劑中，惰性氣氛下，將2,2′-聯二吡啶加入過渡金屬鹵化物，40~60°C反應0.5-1小時，得到配合物溶液；

（2）然后在70~120°C，優選100～120℃，開啟紫外光輻照反應，并滴加單體乙烯基羧酸酯或單體醋酸乙烯酯和光敏引發劑，該部分單體量為總單體重量的5~10%，滴加時間為0.5~1小時，滴加完畢后，反應0.2～1小時；

（3）然后加入余量的與步驟（2）相同的單體，在與步驟（1）相同的溫度下，反應2～5小時，然后加入余量的另一種單體，反應3～10小時；

乙烯基羧酸酯和醋酸乙烯酯的重量比為：

乙烯基羧酸酯∶醋酸乙烯酯＝1∶0.05～0.25；

所述乙烯基羧酸酯包括丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丙酯或其他丙烯酸（甲基丙烯酸）烷基酯中的一種以上；

（4）過氧化鋁柱，除去過渡金屬后，將所得溶液與重量濃度為20~50%的氫氧化鈉溶液混合，70～100℃水解3~10小時；

（5）70～140℃蒸餾除去溶劑、醋酸和醇副產物，在蒸餾后的產物中，加水混合后靜置分層除去有機溶劑，再加NaOH調節體系的pH為4~8，并加水調節重量固含量至41~43%，得到最終的嵌段共聚物型分散劑；

步驟（1）～（4）中，原料的重量份數配比如下：

步驟（5）中，水的加入重量為單體總重量的0.4～1.2倍；

所述過渡金屬鹵化物為CuCl₂、CuBr₂、FeCl₃、FeBr₃、NiCl₃、NiBr₃、RhCl₃、RhBr₃、RuCl₃或RuBr₃等；

2,2′-聯二吡啶是用于絡合過渡金屬以提高其溶解度；

所述光引發劑選自二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、安息香、安息香衍生物、甲基乙烯基酮、署紅或熒光素等；

所述溶劑為二甲苯、甲苯、乙苯或乙酸乙酯等；

本發明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。本發明合成采用分段工藝，以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等酯類單體的一種或多種和醋酸乙烯酯為主要單體，先結合光引發和反向原子自由基聚合制備帶有鹵代基團端基的低聚物，然后以反向原子轉移自由基聚合的原理制備分子量分布很窄的嵌段共聚物，再用氫氧化鈉溶液水解，最后制得具有卓越分散性能和很強抗鹽性的聚（乙烯基羧酸-b-乙烯醇）鈉鹽分散劑。