羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新型共聚物分散劑的合成技術(shù)，具體的說是一種羧酸鹽磺酸鹽類三元 共聚物分散劑及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 分散劑對(duì)被分散物質(zhì)起著分散和穩(wěn)定的作用，在顏料、染料、水溶液煤漿、農(nóng)藥等 行業(yè)都有著重要的應(yīng)用。傳統(tǒng)小分子分散劑的缺點(diǎn)是：在固體顆粒表面吸附不牢固，容易從 表面解離導(dǎo)致重新聚集或沉淀。羧酸鹽磺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(wěn)定，比小分子分散劑具有更好的分散效果；與傳統(tǒng)的木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺 酸鹽甲醛縮合物分散劑相比，羧酸鹽磺酸鹽類共聚物分散劑對(duì)分散體系的離子、pH值和溫 度等不敏感，可顯著降低體系的粘度。此類共聚物用作分散劑時(shí)分子量較低，一般在幾千到 幾萬之間，分子量的大小對(duì)分散劑的分散能力至關(guān)重要。由于制備此類共聚物所用單體的 聚合活性比較高，聚合物分子量的控制成為此類分散劑制備的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 本發(fā)明人所在課題組以前在聚合物分子量控制方面已經(jīng)做了大量的工作，如 中國專利ZL200810201806. 1 (苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉-丙烯酸羥丙酯三元共聚物分 散劑)、CN201110055926. 7 (甲基丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸羥丙酯三元共聚物分散劑)、 CN201110440872. 6 (甲基丙烯酸-苯乙烯二元共聚物分散劑)、CN201110440854. 8 (甲基丙 烯酸-苯乙烯-馬來酸酐三元共聚物分散劑)，過程工程學(xué)報(bào)上發(fā)表的《丙烯酸類共聚物分 散劑的合成及其分散性能》。除此之外，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)控制聚合物分子量大小的方法還有： 使用巰基化合物作為鏈轉(zhuǎn)移劑控制聚合物分子量，專利文獻(xiàn)：EP1304314 ;采用金屬鹽作為 分子量調(diào)節(jié)劑，專利文獻(xiàn)：CN1085570 ;在水-異丙醇混合溶劑中聚合反應(yīng)達(dá)到控制聚合物 分子量的目的，專利文獻(xiàn)US4301226等等。這些方法的缺點(diǎn)是：產(chǎn)物中引入了刺激性氣味 的物質(zhì)，污染環(huán)境，增加了后處理的難度，并且生產(chǎn)成本昂貴。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷： 羧酸鹽磺酸鹽類共聚物分散劑的應(yīng)用越來越廣泛，但是這類分散劑的合成工藝還存在 著分子量大小難以控制、體系粘度高、分散效果不理想等難以克服的技術(shù)問題。所以發(fā)明一 種具有優(yōu)良分散性能、制備成本低、環(huán)境友好的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑及其制 備工藝是十分重要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是發(fā)明一種分子量易控制、體系粘度低、分散性能優(yōu)異、制備成本 低、環(huán)境友好的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝。
[0006] 其所用單體配比如下： 苯乙烯 10~20份 丙烯酸同系物 30~50份 乙烯基磺酸鈉 20~30份 以丙烯酸同系物為甲基丙烯酸為例，所述羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑的合成路 線如下所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑，由下列質(zhì)量比物質(zhì)組成： 苯乙烯 10~20份 丙烯酸同系物 30~50份 乙烯基磺酸鈉 20~30份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1，丙烯酸同系物包括：丙烯酸、甲基丙烯酸。
3. -種羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，步驟如下： 在反應(yīng)瓶中加入一定量的雙蒸水和鏈轉(zhuǎn)移劑的水溶液，加熱至60~90°C，然后滴加 苯乙烯、丙烯酸同系物、乙烯基磺酸鈉和引發(fā)劑溶液，1~5小時(shí)內(nèi)滴加完畢，保溫反應(yīng)2~ 10小時(shí)；冷卻至室溫，用堿中和體系中的羧酸，中和量為羧基摩爾數(shù)的50~100%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在 于：所述鏈轉(zhuǎn)移劑為亞硫酸氫鈉和異丙醇，用量為單體總質(zhì)量的〇. 5~10%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在 于：所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫中的一種，用量為單體總質(zhì)量的2~16%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在 于：所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液、三乙胺、三乙醇胺中的一種或兩種，中和量為 羧基摩爾數(shù)的50~100%。
7. -種權(quán)利要求1所述三元共聚物分散劑的應(yīng)用，其特征在于：所述分散劑對(duì)碳酸鈣、 氧化鋁等無機(jī)粉體有著較好的分散效果；同時(shí)在農(nóng)藥劑型方面對(duì)43%戊唑醇SC、50%阿特拉 津SC、5%氟蟲腈SC、480g/L吡蟲啉SC有很好的分散性能；此外還可應(yīng)用于分散顏料、染料、 水煤漿等方面，同樣有著良好的分散效果。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種共聚物分散劑，羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝。本發(fā)明由下列質(zhì)量比物質(zhì)組成：苯乙烯10～20份，丙烯酸同系物30～50份，乙烯基磺酸鈉20～30份。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：同時(shí)含有丙烯酸同系物單元以及磺酸根的羧酸鹽磺酸鹽類三元共聚物分散劑具有較好的水溶性，對(duì)分散體系的pH值有良好的適應(yīng)性；分散劑具有理想的聚合度及羧基、磺酸根，通過空間位阻效應(yīng)和靜電排斥使被分散物質(zhì)分散穩(wěn)定，體系粘度低；制備工藝簡單、操作容易、生產(chǎn)周期短、成本低廉、無環(huán)境污染、適于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
【IPC分類】C09C1-02, C09C1-40, C08F212-08, B01F17-52, C08F228-02, C09C3-10, A01N25-30, C08F220-06, C08F2-38, A01N25-04
【公開號(hào)】CN104722241
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310702373
【發(fā)明人】任天瑞, 馬衍峰, 張雷, 張博, 黃海龍
【申請(qǐng)人】上海師范大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日