[发明专利]无硫无皂原位RAFT乳液共聚合成聚合物/颜料杂化乳胶的方法

说明书

本发明涉及一种无硫无皂原位RAFT乳液共聚合成聚合物/颜料杂化乳胶的方法，包括：选用反应性乳化剂对颜料进行分散，制备颜料分散液。采用催化链转移聚合法在颜料微粒表面原位合成两亲性无硫端ω‑乙烯基甲基丙烯酸酯类大分子RAFT试剂。滴加丙烯酸酯类单体，通过RAFT试剂在颜料微粒表面进行原位无硫RAFT聚合，调控包覆层聚合物的结构与组成，获得一系列均匀包覆、稳定分散的聚合物/有机颜料杂化乳胶。本发明通过无硫无皂原位RAFT乳液共聚制得的杂化乳胶具有分散稳定性高，颜料包覆率高，包覆聚合物层序列明晰，结构可控等特点，适用于各种颜料的表面包覆改性。

技术领域

本发明涉及精细化工中胶囊颜料涂料的技术领域，具体涉及一种无硫无皂原位RAFT乳液共聚合成聚合物/颜料杂化乳胶的方法。

背景技术

有机颜料具有品种多，色谱全，色彩鲜艳，耐久性强等优势，被广泛应用于油墨印刷，涂料，塑料和橡胶等工业领域，成为生产多种工业产品不可缺少的着色材料。例如纺织品的数码喷墨印花，有机颜料墨水的喷印技术，具有节能、节水、污染少等特点，是一种环境友好的清洁着色新技术。

颜料不溶于水，在使用过程中以颗粒形式分散于水中，颜料分散体系的稳定性直接影响其使用性能。当采用超声或者球磨的方式将颜料分散在水中时，颜料分散液看似稳定，在一定时间的静置之后，颜料会聚集并出现沉积，不能达到长时间的稳定分散。此外颜料与纺织品之间没有亲和力，一般需要借助粘合剂等成膜物质使颜料颗粒附着在纤维表面，来获得一定的色牢度。过量粘合剂的使用会对织物的手感，色深以及透气性产生一定影响，容易导致印花织物着色效果不理想、手感不佳等局限。

目前针对颜料粒子易团聚的问题，常用的解决办法是添加大量的乳化剂和分散剂，但实际情况表明，即使在乳液中添加了大量的乳化剂和分散剂，也无法长时间保持不沉降，而且大量乳化剂的使用会对颜料的成膜性能，严重影响涂料的质量。

将有机颜料粒子进行表面改性或胶囊化，是解决有机颜料微细粒子易团聚的一个有效途径，同时也能提高颜料的包覆率和分散稳定性。其中，多功能聚合物包覆颜料墨水凭借其低黏度、优良的可喷射性，可赋予纺织印花品优良的牢度性能而受到研究者的广泛关注。

申请号201910938295.X的中国专利申请中公开了一种改性海泡石复合颜料及其制备方法，以壳聚糖改性的海泡石为核，有机颜料包覆于核表面形成“核壳”结构的复合颜料，这种改性颜料具有良好的热稳定性及耐候(耐酸、碱和有机试剂)性能。

申请号201810261974.3的中国专利申请中公开了一种多层核壳结构颜料有机硅聚丙烯酸醋纳胶囊涂料的制备方法，该发明提供的涂料应用于织物涂料印花，在受热烘焙后，可形成对单根织物纤维的高效包覆，在纤维表面形成具有一定结构梯度的胶膜，进而获得兼顾牢度、手感、透气性的印花产品。

在目前有机颜料胶囊化过程中通常会加入乳化剂，乳化剂属于表面活性物质，能在一定条件下使互不混溶的两种液体形成有一定稳定性的溶液分散体系。传统乳化剂通常是以物理吸附方式附着在聚合物粒子表面，与其环境达到热力学平衡，从而形成稳定聚合物粒子，但这种乳化剂分子很容易发生解吸，使聚合物胶乳的稳定性丧失；另一方面，传统的乳化剂容易在胶膜中迁移，影响胶膜的物性。

目前多功能聚合物包覆颜料还存在包覆率不高，分子结构不可控等缺陷，这对颜料的分散稳定性有很大影响，所以合成分子结构可控的多功能聚合物并用于颜料粒子的包覆是一个有研究价值的方向。RAFT聚合是在传统自由基聚合体系中加入适当的链转移剂RAFT试剂，以可逆链转移机理进行的活性自由基聚合反应。可逆链转移可以形成休眠的大分子链和新的引发活性种，实现自由基的活性可控聚合。在RAFT聚合中，链增长自由基通过与RAFT试剂发生可逆的链转移反应，使原来的自由基转变为休眠种，同时释放一个增长链自由基，使聚合物链具有活性特征。RAFT技术的最大优势在于实验条件与传统的自由基聚合非常相近，单体、引发剂以及聚合方式等与传统的自由基聚合一致。该聚合相对于其他活性自由基聚合(如氮氧稳定自由基聚合、原子转移自由基聚合等)的最大优势在于适用单体广，聚合条件简单方便易于操作。