[发明专利]一种磷酸酯化聚合高分子分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种磷酸酯化聚合高分子分散剂及其制备方法。

背景技术

分散剂是一种具有亲水基团和亲油基团的表面活性剂，它是能够阻止分散体系中固体或液体粒子聚集的物质，已广泛应用在食品、农药、涂料、染料、建筑等领域中。分散剂之所以能够起到阻止粒子聚集，主要是它的亲油基吸附在颗粒表面后粒子被分散剂包裹，粒子之间产生静电斥力、空间位阻等作用而保持稳定。可见，分散剂的亲水基在粒子稳定方面起到至关重要的作用。目前聚合高分子分散剂一般是聚羧酸盐分散剂，它分子中存在羧酸根离子，由于羧酸根粒子是弱粒子，在钙镁离子较多的硬水中，分散效果不佳。磷酸根是一个多元酸离子，具有一定的抗硬水作用，本发明就是在传统的聚羧酸盐分散剂中引入磷酸根，提高分散剂对硬水的适用性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种磷酸酯化聚合高分子分散剂及其制备方法，将磷酸根引入到分散剂中，提高分散剂的抗硬水性能和分散性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种磷酸酯化聚合高分子分散剂，其特征在于其共聚单体组成和物质的量百分数为：磷酸酯化聚合单体5.0%~100.0%，其他不饱和共聚单体0%~95.0%；所述的磷酸酯化聚合单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中一种或一种以上经过磷酸酯化的产物；磷酸酯化试剂为常用的五氧化二磷、多聚磷酸等；所述的其他不饱和共聚单体为丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、苯乙烯、顺酐、苯乙烯磺酸、烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚等中的一种或一种以上组合。

磷酸酯化聚合高分子分散剂的制备方法为：

（1）在反应器中加入少量乙醇、异丙醇等溶剂，搅拌洗涤，放掉后加热蒸干，将反应器中的水分带出，将丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中一种或一种以上单体加入反应器中，升温至35℃，在剧烈搅拌下分批加入1.2倍单体物质的量的磷酸化试剂，加入时间控制在1.0h~3.0h，加入完毕后升温至45℃~70℃，反应1.0h~5.0h，即得到磷酸酯化聚合单体，最后将其他聚合单体加入反应器中，搅拌均匀；（2）另在反应器中加入水和分子量调节剂（亚硫酸氢钠或巯基乙酸或异丙醇等），升温至75℃~100℃，向其同时滴加上述单体混合物和引发剂溶液，滴加时间控制在0.5h~4.0h，继续反应2.0h~4.0h，引发剂为常见的过硫酸盐引发剂；（3）反应结束后，降温至60℃以下，加入氢氧化钠等无机碱或三乙醇胺等有机碱调节体系pH=5.0~10.0；（4）将上述溶液喷干为粉末使用或者不喷干直接使用。

本发明的技术特点在于：在传统的聚羧酸盐分散剂中引入了磷酸根，提高了分散剂的离子化程度和抗硬水性能，从而提高了分散剂的分散性能。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明。但本发明要求保护的范围并不局限于实施例标示的范围。除无特殊说明，下述实施例中的“%”代表“质量百分数”。

实施例1

一种磷酸酯化聚合高分子分散剂，其共聚单体组成和物质的量百分数为：磷酸酯化甲基丙烯酸羟乙酯5.0%，甲基丙烯酸95.0%。

此分散剂的制备方法为：

（1）在250mL反应器中加入5.0g乙醇，搅拌洗涤，放掉后加热蒸干，将反应器中的水分带出，将13.0g（0.10mol）甲基丙烯酸羟乙酯加入反应器中，升温至35℃，在剧烈搅拌下分17次加入17.0g（0.12mol）五氧化二磷，加入时间控制在1.5h，加入完毕后升温至60℃，反应2.0h，将163.6g（1.90mol）甲基丙烯酸加入到反应器中搅拌均匀；（2）在1000mL反应器中加入205.0g水和10.0g异丙醇，升温至95℃，向其同时滴加上述单体混合物和193.6g 5.0%过硫酸铵水溶液，滴加时间为2.0h，继续反应3.0h；（3）反应结束后，降温至50℃，加入40%氢氧化钠水溶液调解pH=7.0；（4）将上述溶液喷干为固体粉末，产品记为P1。

对照试验1：将上述步骤（2）~（4）中（2）中的单体混合物换成13.0g甲基丙烯酸羟乙酯和163.6g甲基丙烯酸的混合物，其他不变，产品记为P11。

分散剂分散悬浮性能测试：