[发明专利]一种两亲共聚物分散剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子分散剂，具体涉及一种两亲共聚物分散剂、制备方法及应用。

背景技术

聚合物分散剂是上世纪推出的产品，由于其具有较长的分子链和空间位阻等特征，使得分散剂能够与固体颗粒形成稳定的相互作用，增强固体颗粒的分散稳定性。因此聚合物分散剂被广泛应用于颜料、染料、减水剂、农药等领域。例如在农药应用中，为了保持环保农药剂型(如水分散粒剂)的原药粒子在水溶液中分散并保持稳定，对分散剂的要求既要有亲水基团，又要保证分散剂与原药之间有良好的“相似相容”，需要增加亲油基团来改善聚合物分散剂的疏水性。传统小分子分散剂的不足是：在固体颗粒表面吸附不牢固，很容易从表面解离，导致固体颗粒重新聚集或沉淀。而经过疏水改性的聚丙烯酸酯类分散剂通过空间位阻作用和静电斥力等作用可使体系稳定，比小分子分散剂有着更好的分散效果。该类聚合物用作分散剂时，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有着重要作用。

近年来，中国专利CN201110055926、CN201210014503、CN201110440872、CN201310702373、CN201310702373、CN201410479767等提到的是甲基丙烯酸-苯乙烯二元共聚物或是在二元共聚物基础上添加第三种单体的三元共聚物，其制备方法以乳液聚合、光引发聚合和催化聚合等方法为主；中国专利CN201110102271、CN200710025659报道的是丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物，采用乳液聚合、有机溶剂作为介质进行溶液聚合。国外专利US20030150578、US20046677399报道的是甲基丙烯酸-苯乙烯二元共聚物或是丙烯酸-苯乙烯二元共聚物。

苯乙烯作为亲油性单元，其中含有苯环，能够与分散粒子的分子平面形成π-π键，从而使分散粒子能够稳定分散，因而在高分子分散剂中，其基本上是不可替代的。然而，苯乙烯对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。

制备高分子分散剂采用乳液聚合制备出的乳液需要破乳才能获得固体分散剂，其工艺较难控制；以有机溶剂作为溶剂进行溶液聚合，需要对溶剂进行回收处理，因而增加了生产成本。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种两亲共聚物分散剂、制备方法及应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种两亲共聚物分散剂的制备方法，先配制水-醇溶液并加入链转移剂和聚乙烯醇，加热，再加入引发剂、甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体，反应后加入羧基摩尔数的80～100％中和试剂，然后减压蒸馏脱醇，调节pH后得到液体分散剂；所述液体分散剂经过干燥得到固体分散剂；

所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、乙烯基磺酸钠或两者组合，甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和乙烯基磺酸钠的质量比为20～80：10～50：0～40：0～20。

本发明能够同时制备液体分散剂和固体分散剂，丰富了产品种类，以满足不同状态分散剂的需要。本发明制备方法中采用水-醇体系，蒸馏回收的溶剂无需处理可以直接继续使用、无三废排放，降低了生产成本。而且本发明制备的分散剂分散效果好，悬浮率可达98.5％。本发明加入80～100％中和试剂能够充分保证了该两亲共聚物的水溶性。本发明加入聚乙烯醇对反应体系产生了分散保护作用。

优选的，步骤为：

1)在反应器中加入水和异丙醇，然后加热链转移剂和聚乙烯醇，搅拌加热；

2)向步骤1)溶液中滴加引发剂的水溶液、甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体，保温反应后加入中和试剂；

3)减压蒸馏出异丙醇水溶液得到产物溶液，调节pH后得到液体分散剂；所述液体分散剂经过干燥得到固体分散剂。

本发明采用逐步滴加单体和引发剂的方法以便更好地控制整个聚合过程中产品的聚合度，并及时有效地排除聚合热。

进一步优选的，所述步骤1)中加热温度至80～90℃。

进一步优选的，所述水和异丙醇的质量为甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体总质量的2～4倍，水和异丙醇中异丙醇的质量分数为20～70％。

进一步优选的，所述链转移剂的用量为甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体总质量的0.1～2％，所述链转移剂为正十二硫醇、巯基乙醇或巯基乙酸，聚乙烯醇的用量为甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体总质量的0.2～2％。

进一步优选的，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂用量为甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯和功能单体总质量的2～8％。保证能够完全引发聚合反应的前提下，减少引发剂的使用，降低生产成本。