羧酸鹽類三元共聚物分散劑及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種共聚物分散劑，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，甲基丙烯酸羥乙酯20～30份。本發明的優點是：同時含有衣康酸和甲基丙烯酸羥乙酯單元的羧酸鹽類三元共聚物分散劑具有較好的水溶性，對分散體系的pH值有良好的適應性；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，體系粘度低；制備工藝簡單、操作容易、生產周期短、成本低廉、無環境污染、適于工業規模化生產。
【專利說明】
錢酸鹽類Ξ元共聚物分散劑及其制備工藝
技術領域
[0001] 本發明屬于新型共聚物分散劑的合成技術，具體的說是一種簇酸鹽類Ξ元共聚物 分散劑及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 分散劑對被分散物質起著分散和穩定的作用，在顏料、染料、水溶液煤漿、農藥等 行業都有著重要的應用。傳統小分子分散劑的缺點是：在固體顆粒表面吸附不牢固，容易 從表面解離導致重新聚集或沉淀。簇酸鹽類共聚物分散劑通過空間位阻作用及靜電斥力作 用可使體系穩定，比小分子分散劑具有更好的分散效果；與傳統的木質素橫酸鹽、糞橫酸鹽 甲醒縮合物分散劑相比，簇酸鹽類共聚物分散劑對分散體系的離子、抑值和溫度等不敏感， 可顯著降低體系的粘度。此類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至關重要。由于制備此類共聚物所用單體的聚合活性比較 高，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W前在聚合物分子量控制方面已經做了大量的工作，如 中國專利化200810201806. 1 (苯乙締-苯乙締橫酸鋼-丙締酸徑丙醋Ξ元共聚物分 散劑)、CN201110055926. 7 (甲基丙締酸-苯乙締-丙締酸徑丙醋Ξ元共聚物分散劑)、 CN201110440872. 6 (甲基丙締酸-苯乙締二元共聚物分散劑)、CN201110440854. 8 (甲基丙 締酸-苯乙締-馬來酸酢Ξ元共聚物分散劑)，過程工程學報上發表的《丙締酸類共聚物分 散劑的合成及其分散性能》。除此之外，本技術領域內控制聚合物分子量大小的方法還有： 使用琉基化合物作為鏈轉移劑控制聚合物分子量，專利文獻：EP1304314 ;采用金屬鹽作為 分子量調節劑，專利文獻：CN1085570 ;在水-異丙醇混合溶劑中聚合反應達到控制聚合物 分子量的目的，專利文獻US4301226等等。運些方法的缺點是：產物中引入了刺激性氣味 的物質，污染環境，增加了后處理的難度，并且生產成本昂貴。
[0004] 現有技術存在缺陷： 簇酸鹽類共聚物分散劑的應用越來越廣泛，但是運類分散劑的合成工藝還存在著分子 量大小難W控制、體系粘度高、分散效果不理想等難W克服的技術問題。所W發明一種具有 優良分散性能、制備成本低、環境友好的簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑及其制備工藝是十分 重要的。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是發明一種分子量易控制、體系粘度低、分散性能優異、制備成本 低、環境友好的簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑及其制備工藝。
[0006] 其所用單體配比如下： 苯乙締 10~20份 衣康酸 30~50份 甲基丙締酸徑乙醋 20~30份 所述簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑的合成路線如下所示：
本發明的目的是運樣實現的，步驟如下： a) 在反應瓶中加入一定量的雙蒸水和鏈轉移劑的水溶液，攬拌、加熱至60~90°C ; b) 向上述溶液中，滴加苯乙締、衣康酸、甲基丙締酸徑乙醋和引發劑溶液，1~5小時 內滴加完畢，保溫反應2~10小時； C)將步驟b所得溶液攬拌、冷卻至室溫，用堿中和體系中的簇酸，中和量為簇基摩爾 數的50~100 % ; 所述鏈轉移劑為亞硫酸氨鋼和異丙醇，用量為單體總質量的0. 5~10 % ; 所述引發劑為過硫酸錠、過硫酸鐘、過氧化氨中的一種，用量為單體總質量的2~16 % ； 所述堿為氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨水溶液、Ξ乙胺、Ξ乙醇胺中的一種或兩種，中和量為 簇基摩爾數的50~100 %。
[0007] 本發明的要點在于：W苯乙締、衣康酸和甲基丙締酸徑乙醋為主要原料，W鏈轉移 劑、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 %。
[0008] 本發明的應用技術效果：本發明簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑對碳酸巧、氧化鋒等 無機粉體有著較好的分散效果；同時在農藥劑型方面對43%戊挫醇SC、50%阿特拉津SC、5% 氣蟲臘SC、480g/L化蟲嘟SC有很好的分散性能；此外還可應用于分散顏料、染料、水煤漿 等方面，同樣有著良好的分散效果。
[0009] 與現有技術相比，本發明的有益效果和創新性如下： 1、 本發明簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑結構新型，屬于新型分散劑； 2、 丙締酸同系物含有功能化的簇酸基團，同時衣康酸也提供了簇酸根，因此本發明簇 酸鹽類Ξ元共聚物分散劑具有較好的水溶性，對分散體系的抑值有良好的適應性； 3、 本發明簇酸鹽類Ξ元共聚物分散劑具有理想的聚合度及簇基、橫酸根官能團，通過 空間位阻效應和靜電排斥使被分散物質分散穩定。
[0010] 本發明具有突出的實質性的技術特點和具有顯著的技術進步；所W本發明具有創 造性；經廣泛查閱國內外公開出版物和專利文獻，未見有與本發明技術方案完全相同的技 術資料，本發明具有新穎性。本發明在農藥劑型領域有著廣泛的應用，本發明具有實用性； 本發明的優點是：共聚物分散劑制備工藝簡單、操作容易、生產周期短、成本低廉、無環 境污染、適于工業規模化生產。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合實施例對本發明做進一步詳細、完整地說明： 實施例1 : 1) 分散劑的制備： 將1000份雙蒸水、10份鏈轉移劑，鏈轉移劑的成分為1 : 1的亞硫酸氨鋼和異丙醇水 溶液加入到四口反應燒瓶中，邊攬拌邊加熱；當反應瓶中溶液的溫度升至60°C時，加入200 份苯乙締、500份衣康酸、250份甲基丙締酸徑乙醋和30份引發劑溶液3小時內加完，然后 60°C保溫反應2小時；保溫反應結束后邊攬拌邊降至室溫，用氨氧化鋼溶液中和體系中的 簇酸，中和量為簇基摩爾數的50 %，制得目標分散劑溶液； 2) 將制備的分散劑對無機礦物質的分散性測定： 向100 ml具塞量筒中加入0.4 g步驟（1)制備的分散劑和50 ml蒸饋水溶液，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1 min內上下顛倒 30次，先顛倒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，靜止無振 動，避免陽光直接照射，30 min時，用吸管抽出上層90 ml懸浮液，15 S內完成。將剩余的 10 ml懸浮液轉移到已稱重的質量為mi的干燥培養皿中，并用蒸饋水溶液沖洗量筒，確保量 筒中的沉降物全部轉移到培養皿中，將培養皿放入到烘箱中80 Γ烘干，稱重m2，計算不溶 物的質量M， Μ = η?2- nv按下述公式計算其懸浮率：
其中：Μ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（g)，1. 400 為100 ml具塞量筒中所含分散劑及固體顆粒的總質量（g); 按上述操作步驟，測得所制備的分散劑對碳酸巧懸浮液的懸浮率為98. 50 %，所制備的 分散劑對Ξ氧化二侶懸浮液的懸浮率為98. 08 % ; 3) 所述分散劑對農藥的分散性測定： 用上述分散劑制備農藥水懸浮劑（SC)，稱取1.0 g此農藥SC至燒杯中，加入50 ml蒸 饋水溶液，放置30 S，用玻璃棒攬拌30 S使之分散均勻，然后用蒸饋水溶液將此懸浮液轉 移至100 ml具塞量筒中，加蒸饋水溶液至100 ml處。蓋上塞子，在1 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超級恒溫 水溶液浴中，靜止無振動，避免陽光直接照射，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，W確保不搖動或攬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mi的培養皿中，并用蒸饋水溶液沖洗量筒，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 Γ烘干，稱重m2,計算不溶物的 質量Μ = (m2-mi)，然后按下式計算懸浮率：
其中，1. 0為加入的水懸浮劑（SC)的質量；有效含量為SC中農藥的百分含量;Μ為具塞 量筒底部沉降物的質量； 按上述操作步驟，測得上述分散劑對43%戊挫醇水懸浮劑的懸浮率為96. 04%。 陽〇1引實施例2: 將1000份雙蒸水和80份鏈轉移劑，鏈轉移劑的成分為1 : 1. 2的亞硫酸氨鋼和異丙 醇水溶液加入到四口反應燒瓶中，邊攬拌邊加熱；當反應瓶中溶液的溫度升至70°C時，加 入200份苯乙締、300份衣康酸、400份甲基丙締酸徑乙醋和60份引發劑溶液5小時內加 完，然后保溫反應3小時；保溫反應結束后邊攬拌邊降至室溫，用氨氧化鋼溶液中和體系中 的簇酸，中和量為簇基摩爾數的75%，制得目標分散劑溶液； 按實施例1所述操作步驟，測得上述分散劑對碳酸巧懸浮液的懸浮率為96. 24 %，對Ξ 氧化二侶懸浮液的懸浮率為96. 49 %，對43%戊挫醇水懸浮劑的懸浮率為97. 12%。 陽〇1引實施例3: 將1000份雙蒸水和20份鏈轉移劑，鏈轉移劑的成分為1 : 0. 8的亞硫酸氨鋼和異丙 醇水溶液加入到四口反應燒瓶中，邊攬拌邊加熱；當反應瓶中溶液的溫度升至80°C時，加 入200份苯乙締、250份甲基丙締酸徑乙醋、450份甲基丙締酸和60份引發劑溶液2小時內 加完，然后保溫反應5小時；保溫反應結束后邊攬拌邊降至室溫，用氨氧化鋼溶液中和體系 中的簇酸，中和量為簇基摩爾數的85%，制得目標分散劑溶液； 按實施例1所述操作步驟，測得上述分散劑對碳酸巧懸浮液的懸浮率為97. 37 %，對Ξ 氧化二侶懸浮液的懸浮率為97. 22 %，對43%戊挫醇水懸浮劑的懸浮率為96. 04%。
[0014] W上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人 員來說，本發明可W有更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、改進 等，均應包括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，由下列質量比物質組成： 苯乙烯 10~20份 衣康酸 30~50份 甲基丙烯酸羥乙酯 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： 在反應瓶中加入一定量的雙蒸水，加熱至60~90°C，然后滴加苯乙烯、衣康酸、甲基 丙烯酸羥乙酯和引發劑溶液，1~5小時內滴加完畢，保溫反應2~10小時；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%。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、過硫酸鉀、過氧化氫中的一種，用量為單體總質量的2~16%。4. 根據權利要求3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，中和量為羧基摩爾 數的50~100%。
【文檔編號】C08F220/06GK105983372SQ201510098715
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月6日
【發明人】任天瑞, 關策, 張雷, 張博, 楊小東
【申請人】上海師范大學