[发明专利]双亲嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器中彩膜的颜料分散剂，具体涉及一种制备双亲嵌段共聚物的方法。

背景技术

双亲嵌段共聚物是指在同一高分子中既含有亲水链段，又含有疏水链段的共聚物。与普通的聚合物相比，双亲嵌段共聚物具有许多特殊性质，如表面活性、增溶性和增稠性。

乳液聚合(emulsion polymerization)是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。乳液聚合反应是在乳化剂的作用下并借助机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。

中国专利申请CN 101870759A公开了一种合成双亲嵌段共聚物的方法，此方法采用的是普通的乳液聚合法合成双亲嵌段聚合物。然而该乳液是浑浊的不稳定体系，其热力学体系不稳定，且分散相尺寸较大，使化学反应体系不稳定，对颜料粒子尺寸的分布及稳定性有一定的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何增强双亲嵌段共聚物体系的热力学稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种制备双亲嵌段共聚物的方法。

本发明制备双亲嵌段共聚物的方法包括如下步骤：制备种子微乳液和预乳化混合单体，引发种子微乳液进行微乳聚合反应，加入预乳化混合单体得到丙烯酸酯聚合物，将其与亲水性单体反应，得到双亲嵌段共聚物。

所述种子微乳液通过如下步骤制备：将60～75％的乳化剂与水混合，通过磁力搅拌得到乳液，在超声搅拌下加入25～40％的丙烯酸类疏水性单体，得到种子微乳液。

其中，乳化剂、水、丙烯酸类疏水性单体的体积比优选为(1～2)∶(25～50)∶(10～20)；磁力搅拌的转速为300～330rad/min；磁力搅拌的时间为25～35min。

所述预乳化混合单体通过如下步骤制备：将25～40％的乳化剂与水混合，在磁力搅拌下加入60～75％的丙烯酸类疏水性单体，得到预乳化混合单体。

其中乳化剂、水、丙烯酸类疏水性单体的体积比优选为(1～2)∶(50～100)∶(50～80)；磁力搅拌的转速为400～430rad/min；磁力搅拌的时间为25～35min。

所述丙烯酸酯聚合物通过如下步骤制备：向种子微乳液中加入碱、催化剂、配体和引发剂，引发微乳聚合；当种子微乳液呈现蓝光后升温至80～85℃；缓慢滴加预乳化混合单体；2～3h内滴完，保温熟化0.5～1h后降温，调节pH为9～11，将反应产物抽真空，在保护气体下冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到丙烯酸酯聚合物。

其中，所用的种子微乳液、预乳化混合单体、碱、催化剂、配体、引发剂的体积比优选为(72～144)∶(101～182)∶(0.05～0.15)∶(1～2)∶(2～3)∶(1～2)。

通过将丙烯酸酯聚合物与亲水性单体混合，在保护气体下，在水浴中反应50～80min，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到双亲嵌段共聚物。

其中，水浴的温度为25～35℃；丙烯酸酯聚合物与亲水性单体的体积比为1∶(2～4)。

所述丙烯酸类疏水性单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种。

所述亲水性单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙二醇和丙三醇中的一种或多种。

所述引发剂选自过硫酸盐或过氧化氢或其衍生物。优选地，所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸钾。

所述乳化剂选自仲烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和曲拉通X-100中的一种或多种。

所述催化剂选自溴化铜、溴化铁、氯化铜和氯化铁中的一种或多种。

所述配体选自2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4，4-联吡啶和五甲基二乙烯三胺中的一种。

所述碱选自碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中的一种或多种。

所述保护气体为氮气或惰性气体。

本发明通过采用微乳液聚合法合成双亲嵌段共聚物。微乳液聚合是将分散相的珠滴尺寸分散的更小，可使分散相的珠滴直径在10～100nm范围内。在微乳液体系中，微珠滴是通过乳化剂与助乳化剂形成的一层复合薄膜和界面层来维持其稳定的。