羧酸鹽三元共聚物分散劑及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于新型共聚物分散劑的合成技術，具體的說是一種羧酸鹽類三元共聚物 分散劑及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 分散劑于被分散物質有著分散、穩定的作用，在很多行業如顏料、染料、水溶液煤 漿、農藥等都有著廣泛的應用。傳統小分子分散劑有著明顯的缺點：在顆粒表面吸附不牢 固，容易解離致使固體顆粒重新聚集或沉淀。羧酸鹽類共聚物分散劑可通過空間位阻作用 及靜電斥力作用使體系穩定，相對小分子分散劑來講，具有更好的分散效果與穩定效果；與 傳統的木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物分散劑相比，羧酸鹽類共聚物分散劑可顯著降 低體系的粘度，并且對分散體系的離子和溫度無響應性。此類羧酸鹽共聚物用作分散劑時 分子量較低，一般在幾千到幾萬之間，分子量的大小對分散劑的分散能力起決定性作用。由 于制備此類共聚物所用單體的聚合活性均比較高，所以對三元共聚聚合物分子量的控制成 為此類分散劑制備的關鍵技術。
[0003] 本發明人所在課題組在聚合物分子量控制方面已經做了大量的工作，獲得了 顯著的成就。如CN201110055926. 7 (甲基丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸羥丙酯三元共聚 物分散劑)、ZL200810201806. 1 (苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉-丙烯酸羥丙酯三元共聚物 分散劑)、CN201110440854. 8 (甲基丙烯酸-苯乙烯-馬來酸酐三元共聚物分散劑)、 CN201110440872. 6 (甲基丙烯酸-苯乙烯二元共聚物分散劑)。本技術領域內控制聚合物 分子量大小的方法有：在混合溶劑如水-異丙醇中進行聚合以達到控制聚合物分子量的目 的，專利文獻US4301226 ;使用分子量調節劑如金屬鹽等，專利文獻：CN1085570 ;使用鏈轉 移劑如巰基化合物等控制聚合物分子量，專利文獻：EP1304314等等。這些方法都有著如產 物中包含刺激性氣味的物質，污染環境，后處理困難復雜，生產成本昂貴等不足。
[0004] 現有技術存在缺陷：羧酸鹽類共聚物分散劑的市場需求越來越大，但是這類分散 劑的合成工藝還存在著分子量大小難以控制、體系粘度較高、分散效果對某些物質不理想 等一時無法克服的技術問題。所以發明一種具有優良分散性能、制備成本低、環境友好的羧 酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝是十分重要的。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是制備一種分子量較易控制、體系粘度較低、被分散物質廣泛、環境 友好、制備成本低的羧酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝。
[0006] 其所用單體配比如下： 苯乙烯 10~20份 衣康酸 30~50份 順丁烯二酸酐 20~30份 所述羧酸鹽類三元共聚物分散劑的合成路線如下所示：
本發明的制備工藝步驟如下： a) 在反應瓶中加入定量的雙蒸水和定量的甲醇配成一定比例的溶液，攪拌、加熱至 70 ~90? ; b) 在步驟a所得的溶液中，同時滴加苯乙烯、衣康酸同系物、順丁烯二酸酐和引發劑 溶液，在1~5小時內滴加完畢，保溫反應2~10小時； c) 將步驟b所得溶液攪拌、冷卻至室溫，用堿中和體系中的羧酸基團，加入堿量為羧 基摩爾數的50~100 % ; 所述引發劑為過硫酸銨、過氧化氫、過硫酸鉀中的一種，用量為單體總質量的4~16 % O
[0007] 所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液、三乙胺、三乙醇胺中的一種或兩種，中和 量為羧基摩爾數的50~100 %。
[0008] 本發明的要點在于：以苯乙烯、衣康酸同系物和順丁烯二酸酐為主要原料，以引發 劑、堿為輔助原料，在60~90°C條件下反應，然后冷卻、用堿中和，制得目標分散劑溶液；分 散劑溶液的固含量為20~50 %。
[0009] 由于本發明產品能夠促進硫酸鋇、氧化鋁、碳酸鈣、二氧化鈦等無機粉體在環氧樹 脂等塑料中的分散，所以可在制備塑料中做為分散劑使用。本發明產品還可以在農藥WDG 與SC中做分散劑應用，如：80%烯酰嗎啉WDG、5%甲維鹽WDG、75%苯磺隆WDG、430g/L吡蟲 啉SC等農藥劑型的分散。
[0010] 經廣泛查閱國內外專利文獻和公開出版物，未見有與本發明技術方案相同的技術 方案。本發明具有創造性、新穎性。本發明在無機粉體、顏料、涂料和農藥等領域應用，具有 廣泛的實用性。
[0011] 本發明的優點是： 1. 制備工藝簡單，可操作性強，生產周期短，可連續規模化生產； 2. 工藝成熟，產品質量穩定，容易控制，制備過程綠色友好，對環境無污染； 3. 應用范圍廣，具有廣泛的實用性； 4. 分散效率高，添加量少，節省成本。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合實施例對本發明做進一步詳細、完整地說明，但僅是對本發明的示例性 說明，不是對本發明范圍的限制。
[0013] 實施例1 : 分散劑的制備： 將苯乙烯10~20份，衣康酸30~50份，順丁烯二酸酐20~30份，溶于100份甲醇 水溶液體系得到單體混合液。將單體混合液加熱到攪拌、加熱至60~90°C;向上述溶液中， 滴加苯乙烯、衣康酸同系物、順丁烯二酸酐和引發劑溶液，保溫反應2~10小時；攪拌、冷卻 至室溫，用堿中和體系中的羧酸，中和量為羧基摩爾數的50~100 % ;噴霧干燥溶液得到目 標分散劑粉體。
[0014] 實施例2 : 測定制備的分散劑對無機礦物質的分散性： 在100 ml具塞量筒中加入0. 4 g實施例1制備所得的分散劑和50 ml雙蒸水，待分散 劑溶解后再加入1.00 g待分散的固體顆粒，然后加水溶液至100 ml。在I min內上下顛 倒30次。先倒置180°，再回到原位為1次。將量筒垂直放置在25 °C恒溫水浴槽中保持 靜止，放在庇蔭處。30 min后用吸管15 s內抽出上層90 ml懸浮液。將剩余的10 ml懸浮 液轉移到質量為ml的干燥培養皿中，并用雙蒸水沖洗量筒，以使量筒中的沉降物質全部轉 移到培養皿中，將培養皿放入到80 °C恒溫烘箱中烘干，稱重為m2，計算不溶物的質量M = m2- ml,按下述公式計算其懸浮率：
其中：M為100 ml具塞量筒底部10 ml懸浮液所含分散劑和固體顆粒的質量，單位：克； 懸浮率公式中1. 400為100 ml具塞量筒中所含分散劑及固體顆粒的總質量，單位：克； 按上述操作步驟，測得實施例2制備的分散劑對氧化鋁懸浮液的懸浮率為95. 54 %，所 制備的分散劑對碳酸鈣懸浮液的懸浮率為96. 73 % ; 現有技術羅地亞T36分散劑對氧化鋁懸浮液的懸浮率為88. 63 %，對碳酸鈣懸浮液的 懸浮率為89. 90 %。本發明技術效果顯著。
[0015] 實施例3: 測定分散劑對農藥的分散性： 用實施例2制得的分散劑，制備農藥水分散顆粒劑（WDG)。稱取已制備的1.0 g干燥的 WDG顆粒至燒杯中，加入50 ml雙蒸水，放置30 s后；用玻璃棒攪拌30 s使之分散均勻。然 后用雙蒸水將此懸浮液轉移至100 ml具塞量筒中，加雙蒸水至100 ml。蓋緊塞子，在I min 內將具塞量筒上下顛倒30次。量筒上下顛倒180°，再回到原位為1次。將量筒垂直放置 在30 °C恒溫水浴槽中保持靜止，放在庇蔭處。。靜置30 min后，用吸管移出上層90 ml懸 浮液，此過程使管尖在液面下幾毫米處，確保不引起量筒振動或攪起量筒底部的沉降物。將 剩余的10 ml懸浮液轉移到已稱重的質量為ml的培養皿中，并用雙蒸水沖洗量筒，確保量 筒底部的沉降物全部轉移到培養皿中。將培養皿放入到烘箱中80 °C恒溫烘干，稱重為m2， 計算不溶物的質量M = (m2 - ml)，然后按下式計算懸浮率：
其中，1. 00為加入的水分散顆粒劑的質量;M為具塞量筒底部沉降物的質量； 用上述操作測得：所制備分散劑對75%苯磺隆WDG懸浮率為97. 26%。現有技術羅地亞 T36分散劑對75%苯磺隆WDG懸浮率為90. 53%，本發明分散效果顯著； 上述實施例僅為本發明的優選例，并不用來限制本發明，凡在本發明的原則之內，所做 的任何修改和變化，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種羧酸鹽類三元共聚物分散劑，由下列物質按照如下比例組成： 苯乙烯 10~20份 衣康酸 30~50份 順丁烯二酸酐 20~30份。2. -種羧酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，步驟如下： 在反應瓶中按照甲醇：水為5:配成一定比例的甲醇溶液，加熱至70~90°C，然后滴加 苯乙烯、衣康酸、順丁烯二酸酐的甲醇溶液和引發劑水溶液，1~5小時內滴加完畢，保溫反 應2~10小時；自然冷卻至室溫后，用堿中和體系中的羧酸基團，加入的堿量為羧基摩爾數 的 50 ~100%。3. 根據權利要求2所述的羧酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在于：所述 引發劑為過硫酸銨、過氧化氫、過硫酸鉀中的任意一種，用量為單體總質量的4~16%。4. 根據權利要求2所述的羧酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在于：所述 衣康酸包括衣康酸衍生物，衣康酸同系物等。5. 根據權利要求2所述的羧酸鹽類三元共聚物分散劑的制備工藝，其特征在于：所述 堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液、三乙胺、三乙醇胺中的一種或兩種，加入堿量為羧基摩 爾數的50~100%。
【專利摘要】本發明涉及一種羧酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝。本發明由下列質量比物質組成：苯乙烯10～20份，衣康酸30～50份，順丁烯二酸酐20～30份。本發明的優點是：同時含有衣康酸和順丁烯二酸酐單元的羧酸鹽類三元共聚物分散劑具有較好的水溶性，對分散體系具有良好的普適性；分散劑具有理想的聚合度及羧基，通過空間位阻效應和靜電排斥使被分散物質分散穩定，體系粘度較低；制備工藝簡單、可操作性強、生產周期短、成本低廉、無環境污染、適于工業規模化、連續化生產。
【IPC分類】C09C3/10, A01N25/30, C08F222/08, C08F212/08, B01F17/52, C09C1/02, C09C1/40, C08F222/02
【公開號】CN104971661
【申請號】CN201410128081
【發明人】任天瑞, 關策, 張雷, 張騰, 盧翼君
【申請人】上海是大高分子材料有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月1日