[发明专利]一种水系无机颜填料分散用高分子电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的高分子材料及其制备方法，具体地说，涉及一种适用于作为水系涂料颜填料分散剂使用的高分子电解质及其一步法制备工艺。 

背景技术

高分子电解质所以成为人们研究的热点，其原因是它能有效地将无机颜填料稳定的分散在水相中。美国专利USP4517098提出用聚甲基丙烯酸钠盐水溶液来解决工业用水中的碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等粒子的沉积问题。USP2783200指出可以用甲基丙烯酸或甲基丙烯酸钠盐来处理锅炉中泥浆物及沉淀物，USP3083916指出丙烯酸与其他单体共聚可提高分散效率，USP4008164指出用甲基丙烯酸和丙烯酸的共聚物可阻止钙在水相中的沉积，USP3293152，3579455，3663448，3699048，3766077，4004939，4209398，4303568，4326980，都论述了在聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸钠盐中，通过添加其他单体进行共聚后可满足不同性能需求。 

我国研究聚丙酸钠盐分散剂合成方法的文章也很多，如黄良仙等在《化学研究》第16卷第二期中指出用亚硫酸钠作为链转移剂。刘金华等在《精细与专用化学品》第14卷第1期中指出可以用次亚磷酸钠作链转移剂。黄良仙等在《山西大学学报自然科学版》第28卷 第四期中指出用亚硫酸氢钠作为链转移剂。CN92111424.9中提出了用三元氧化还原体系制备低分子量聚丙烯酸钠盐的方法，并归纳了几种常见的聚合方法的利弊。但是以上这些聚合方式均是采用两步法，即第一步是单体在引发剂存在的条件下先进行聚合，第二步用碱液中和。需要指出的是，丙烯酸单体自聚合时放热快，释放热量高且不均匀，控制分子量难度大，故在工艺上难以掌握。 

发明内容

本发明旨在提供一种以丙烯酸类单体为主要原料的水系无机颜填料分散用高分子电解质及其制备方法，这种高分子电解质适用于分散水性涂料中的钛白粉、滑石粉、高岭土等无机颜填料，特别是对于易沉降、结底的轻钙非常有效。当这种高分子电解质包覆在颜填料表面时，在每个粒子表面上形成高分子羧酸负离子层，造成多个具有相同电荷的粒子之间互相排斥，因而防止了粒子间的聚集和凝结，从而达到良好的分散稳定性。 

本发明的另一个目的是提供一种一步法合成上述高分子电解质的方法，它能克服前面所述两步法的缺点，而且它充分利用了反应过程中放出的大量热能，简化了操作步骤，提高了生产效率。 

本发明是这要实现的，所述的水系无机颜填料分散用高分子电解质的特征是，以重量百分率计，该高分子电解质的合成配方组成包括： 

丙烯酸类单体                            25～35％； 

无机碳酸盐                              15～30％； 

链转移剂                                0.1～5％； 

引发剂                              0.3～0.5％； 

溶剂                                40～50％。 

其中，所述的丙烯酸类单体是指丙烯酸、甲基丙烯酸及其水溶性单体，选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸β羟乙酯、甲基丙烯酸β羟丙酯、丙烯酸、丙烯酸β羟乙酯、丙烯酸β羟丙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或数种的组合。所述的无机碳酸盐是指碳酸的碱土金属盐，包括碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂。所述的链转移剂选自亚硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基乙醇、巯基丙醇、次亚磷酸钠、次亚磷酸中的一种或几种。所述的引发剂是过硫酸铵。所述的溶剂是去离子水。 

据水性涂料无机颜填料的分散要求，本发明提供的是具有如下结构和聚合度的低聚物： 

上式中n聚合度为10～70； 

上式中n聚合度为10～70； 

上式中n聚合度为n＝n₁+n_2；10～

＝10～70； 

上式中n聚合度为n＝n₁+n₂

＝10～70。