[發明專利]一種基于無硫RAFT聚合反應制備陽離子型聚合物雜化顏料的方法

有效

• 申請號: 202110468055.5
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113185648B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 戚棟明;汪芬萍;李家煒;張彩玉;趙磊;何貴平
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/34;C08F220/18;C08F220/14;C09D7/41
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種基于無硫RAFT聚合反應制備陽離子型聚合物雜化顏料的方法，屬于精細化工的技術領域。本發明通過催化鏈轉移聚合合成陽離子型高分子分散劑，接著將其用于有機顏料的分散，最后通過無硫RAFT乳液聚合，制備陽離子型聚合物雜化顏料。所述的陽離子型高分子分散劑是具有末端活性的分散劑，更易于有機顏料的分散。本發明制備的陽離子型聚合物雜化顏料具有分散穩定性高，適用范圍廣等特點，這一陽離子型聚合物雜化顏料對織物的親和力高，更易吸附在織物表面。

技術領域

本發明涉及精細化工的技術領域，具體涉及一種基于無硫RAFT聚合反應制備陽離子型聚合物雜化顏料的方法。

背景技術

有機顏料是一種被廣泛應用于油墨印刷，涂料，塑料和橡膠等工業領域的著色材料。顏料著色劑的最大優點在于其優良的耐光牢度和耐水洗牢度。涂料印花因具有節能、節水、污染少等特點，被認為是一種環境友好的清潔著色新技術。

但顏料不溶于水，在使用過程中，通常須將顏料研磨成細粉，使用表面活性劑或聚合物分散劑分散顏料制成水基型印墨。傳統的表面活性劑或者聚合物分散劑不能使顏料保持長時間的穩定，這種水基型印墨屬于熱力學上不穩定體系，很難配制成穩定性良好的高濃度墨水。更重要的是由于表面張力等原因，顏料著色劑在水中傾向于聚集，因此涂料印花過程中易堵塞噴頭，導致印花圖案不清晰。而且大量乳化劑的使用會對顏料的成膜性能，嚴重影響涂料的質量。

RAFT(可逆加成-斷裂鏈轉移聚合)介導的無表面活性劑乳液聚合已用于在水性分散介質中形成復合顆粒。RAFT共聚物允許在粒子和聚合物殼之間建立有效的物理連接，并且隨著聚合位點從水性介質向粒子表面轉移，可以原位產生自穩定的雜化粒子。大分子在顆粒上的強吸附，其表面的良好覆蓋和水相中最少量的自由分子，保證了大分子RAFT試劑可以作為納米復合材料的有效偶聯劑和穩定劑的前體。

Thaíssa de Camargo Chaparro報告了用可逆加成-斷裂鏈轉移法合成的不同陽離子、陰離子和非離子均聚物和共聚物。已知大分子RAFT試劑與無機顆粒的有效相互作用對于通過RAFT介導的乳液聚合用聚合物成功包覆礦物以產生聚合物包封的無機顆粒至關重要【Langmuir 2019,35,11512-11523】。利用這種方式來設計、合成分子結構可控的分散劑并實現顏料粒子的穩定分散是一個新的發展趨勢。

申請號201480054082.6的中國專利申請中公開提供一種核殼型聚合物粒子，其由疏水性的聚合物嵌段A與具有陰離子性基團的親水性的聚合物嵌段B連接且數均分子量為1000～4000的范圍的嵌段聚合物P構成。利用這種嵌段聚合物P能夠得到顏料分散性良好且粗大粒子的絕對數得到降低的水性顏料分散體。

申請號202010960365.4的中國專利申請中公開采用市售的反應性乳化劑對顏料進行分散，在顏料微粒表面原位合成RAFT試劑之后，原位進行無硫RAFT聚合得到聚合物/有機顏料雜化乳膠。在聚合過程中使用了反應性乳化劑，反應性乳化劑雖然以共價鍵的方式鍵合到聚合物粒子表面，提高了乳液的穩定性，但反應性乳化劑的使用量過多，會有自聚合的趨勢，這會導致乳液粒徑增加，聚合穩定性相對降低。為了進一步提升乳膠的穩定性，也為了避免反應性乳化劑對于膠膜的物性產生不利影響，本發明設計合成無硫ω-端乙烯基類高分子分散劑，用于分散有機顏料，其后通過無硫RAFT乳液聚合制備陽離子型聚合物雜化顏料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于無硫RAFT聚合反應制備陽離子型聚合物雜化顏料的方法，解決傳統分散劑使用時，顏料分散不穩定的問題，更為重要的是本發明制備的陽離子型聚合物雜化顏料能夠通過吸附作用更好的與織物結合，提升涂料的質量。

本發明的一種基于無硫RAFT聚合反應制備陽離子型聚合物雜化顏料的方法，包括：

(1)以甲基丙烯酸酯類單體作為共聚單體，鈷配合物作為催化劑，加入溶劑和引發劑，形成反應體系，采用催化鏈轉移聚合法合成無硫ω-端乙烯基類高分子分散劑。