[發(fā)明專利]一種分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410419311.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN104231181B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;謝義鵬;鄭周;李雅杰;黃月文;楊璐霏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地;中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C08F283/06
• 分類號(hào): C08F283/06;C08F220/38;C04B35/634
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 張燕玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分散劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，納米材料因其特殊的效應(yīng)引起了廣泛的關(guān)注和研究。納米氧化鋅是指特征尺寸為納米數(shù)量級(jí)(1-100nm)的無機(jī)粉體材量，隨著人們對(duì)納米氧化鋅研究的的深入，納米氧化鋅在氣敏材料壓電、材料、納米陶瓷領(lǐng)域、橡膠工業(yè)及紡織工業(yè)上取得了一定的應(yīng)用。

納米陶瓷被譽(yù)為“萬能材料”或“面向21世紀(jì)的新材料”。納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的陶瓷材料，也就是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級(jí)的水平上。加有納米ZnO的陶瓷制品具有一定的抗菌作用和自潔作用，同時(shí)陶瓷的強(qiáng)度也大大提高。加入納米氧化鋅的陶瓷可廣泛應(yīng)用于浴缸、地板磚、墻壁、衛(wèi)生間及桌石，強(qiáng)度、抗折性等各項(xiàng)指標(biāo)均有所提高；添加納米ZnO的玻璃可抗紫外線、耐磨、抗菌和除臭，可用作汽車玻璃和建筑用玻璃。

納米陶瓷在燒結(jié)成型前要形成分散良好、穩(wěn)定的懸浮液。同時(shí)由于比表面積較大、表面能較高，納米氧化鋅懸浮液易發(fā)生團(tuán)聚，形成微米級(jí)或更大尺寸的氧化鋅粉體。這就會(huì)降低納米氧化鋅在陶瓷甚至其它領(lǐng)域的應(yīng)用。因此在納米氧化鋅懸浮液中添加高效的分散劑是很有必要的。

現(xiàn)行的陶瓷分散劑主要分為無機(jī)鹽類分散劑、有機(jī)小分子型分散劑和高分子型分散劑。

無機(jī)鹽類分散劑，一般是含有鈉離子的無機(jī)鹽，如硅酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、碳酸鈉等。無機(jī)分散劑在水中可以電離，起調(diào)節(jié)電荷的作用。無機(jī)陶瓷分散劑存在摻加量大、分散效率低等缺點(diǎn)。

有機(jī)小分子型分散劑，主要是低分子有機(jī)電解質(zhì)類分散劑和表面活性劑分散劑，如腐植酸鈉、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉(EDTA)。此類分散劑的分散效果比無機(jī)分散劑好，但是價(jià)格相對(duì)較高、穩(wěn)定性不是太好，并且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

高分子型分散劑主要為水溶性高分子，包括高分子聚電解質(zhì)和非離子型高分子。高分子陶瓷分散劑由于疏水基、親水基的位置、大小及數(shù)量可調(diào)，分子結(jié)構(gòu)可呈梳狀、多支鏈化等，因此高分子陶瓷分散劑對(duì)分散微粒表面覆蓋及包封效果要更好、分散體系更穩(wěn)定、分散體系適應(yīng)性更加廣泛。因此，高分子型分散劑將成為分散劑的發(fā)展趨勢(shì)，其合成及應(yīng)用也將逐漸成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在高分子分散劑中，聚羧酸型梳形分散劑由于對(duì)顆粒的包覆效果更好，研究較多。例如Bouhamed等用RAFT聚合合成AMPS-MPEG共聚物分散劑，并將其與無規(guī)的分散劑進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)嵌段共聚物的吸附還與嵌段的長(zhǎng)度有關(guān)，同時(shí)加入嵌段共聚物的料漿的Zeta電位值越負(fù)，更容易達(dá)到平衡穩(wěn)定的狀態(tài)；嵌段共聚物體系的分散效率更高，同時(shí)受介質(zhì)離子強(qiáng)度的影響也越大。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供由上述分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑的制備方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑，由3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽、烯醇式聚氧乙烯醚、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、鏈終止劑以及去離子水組分組成。

所述的烯醇式聚氧乙烯醚為異戊烯醇聚氧乙烯醚或烯丙醇聚氧乙烯醚中的一種或兩種；

所述的烯醇式聚氧乙烯醚與3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽(DMAPS)的質(zhì)量比為(0.1～3)：1。

所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為無機(jī)鹽類；優(yōu)選次亞磷酸鈉或次亞磷酸鉀中的一種或兩種。

所述的鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量為3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽和烯醇式聚氧乙烯醚質(zhì)量總和的1％～10％。

所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽，優(yōu)選為過硫酸銨；所述引發(fā)劑的質(zhì)量為單體3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽與烯醇式聚氧乙烯醚質(zhì)量總和的0.5％～4％。

所述的鏈終止劑為次亞磷酸鈉和次亞磷酸鉀中的一種以上；所述的鏈終止劑的質(zhì)量為烯醇式聚氧乙烯醚與3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽質(zhì)量總和的0.5％～5.0％。

所述去離子水的用量為3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽與烯醇式聚氧乙烯醚質(zhì)量總和的1.4～3倍。

所述分散納米顆粒的梳形聚電解質(zhì)型分散劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將單體3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽(DMAPS)、烯醇式聚氧乙烯醚、鏈轉(zhuǎn)移劑溶液以及部分去離子水加入到反應(yīng)容器中，攪拌混合均勻，得到混合液Ⅰ；