[发明专利]一种羧酸盐类三元共聚物分散剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚物分散剂，具体的说是一种羧酸盐类三元共聚物分散剂及其制备工艺。

背景技术

分散剂对被分散物质起着分散和稳定的作用，在颜料、染料、水溶液煤浆、农药等行业都有着重要的应用。传统小分子分散剂的缺点是：在固体颗粒表面吸附不牢固，容易从表面解离导致重新聚集或沉淀。羧酸盐类共聚物分散剂通过空间位阻作用及静电斥力作用可使体系稳定，比小分子分散剂具有更好的分散效果；与传统的木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物分散剂相比，羧酸盐类共聚物分散剂对分散体系的离子、pH值和温度等不敏感，可显著降低体系的粘度。此类共聚物用作分散剂时分子量较低，一般在几千到几万之间，分子量的大小对分散剂的分散能力至关重要。由于制备此类共聚物所用单体的聚合活性比较高，聚合物分子量的控制成为此类分散剂制备的关键技术。本发明人以前在聚合物分子量控制方面做了大量的工作，如中国专利CN200810201806.1、CN200810201805.7，过程工程学报上发表的《丙烯酸类共聚物分散剂的合成及其分散性能》。除此之外，本技术领域内控制聚合物分子量大小的方法还有：使用巯基化合物作为链转移剂控制聚合物分子量，EP1304314；采用金属盐作为分子量调节剂，专利文献CN1085570；在水-异丙醇混合溶剂中聚合反应达到控制聚合物分子量的目的，如文献US4301226等等。这些方法的缺点是：产物中引入了刺激性气味的物质，污染环境，增加了后处理的难度，并且生产成本昂贵。

现有技术羧酸盐类共聚物分散剂的应用越来越广泛，但是这类分散剂的合成工艺还存在着分子量大小难以控制，分散效果不理想等难以克服的技术问题。所以发明一种具有优良分散稳定性、制备成本低、环境友好的羧酸盐类三元共聚物分散剂及其制备工艺是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是一种具有优良分散稳定性、制备成本低、环境友好的羧酸盐类三元共聚物分散剂及其制备工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种羧酸盐类三元共聚物分散剂，由下列质量比物质组成：

苯乙烯                        10～50份

甲基丙烯酸                    10～80份

丙烯酸羟丙酯                  10～50份；

三元共聚物的数均相对分子量为1000～20000。

羧酸盐类三元共聚物分散剂的制备工艺，步骤如下：

a)在反应瓶中加入一定量的双蒸水和链转移剂的水溶液，搅拌、加热至60～90℃；

b)向上述溶液中，滴加苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和引发剂溶液，1～5小时内滴加完毕，保温反应2～10小时；

c)将步骤b所得溶液搅拌、冷却至室温，用碱中和体系中的羧酸，中和量为羧基摩尔数的50～100％；

d)将步骤c制备的羧酸盐类三元共聚物溶液喷雾干燥制得目标分散剂粉体。

所述链转移剂为亚硫酸氢钠和异丙醇，用量为单体总质量的0.5～10％。

所述引发剂为过硫酸铵，用量为单体总质量的2～16％。

所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水溶液、三乙胺、三乙醇胺中的一种或两种。

本发明的要点在于：以苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯为主要原料，以链转移剂、引发剂、碱为辅助原料，在60～90℃条件下反应，然后冷却、用碱中和，制得目标分散剂溶液；分散剂溶液的固含量为20～50％，再经喷雾干燥制得分散剂粉体。

实验表明：本发明羧酸盐类三元共聚物分散剂对碳酸钙、氧化锌、硫酸钡、二氧化钛等无机粉体及农药有良好的分散效果；广泛应用于农药制剂、颜料、染料和水溶液煤浆等行业。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、甲基丙烯酸含有功能化的羧酸基团，因此含有甲基丙烯酸单元的羧酸盐类三元共聚物分散剂具有较好的水溶液溶性，对分散体系的pH值有良好的适应性。

2、本发明羧酸盐类三元共聚物分散剂具有理想的聚合度及羧基含量，通过空间位阻效应和静电排斥使被分散物质分散稳定。

3、羧酸盐类三元共聚物分散剂制备工艺简单、操作容易、生产周期短、成本低廉、无环境污染、适于工业规模化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明，但仅是对本发明的示例性说明，不是对本发明范围的限制。

实施例1：

1)分散剂的制备：