一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂制造技术

本发明专利技术涉及一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，本发明专利技术制得的分散剂分子量可调、分子量分布窄，且由于含有锚固基团磺酸基和氨基易于在釉料颗粒表面吸附发挥分散作用，并将釉浆中水化阳离子吸附的水分子释放出来，降低釉浆的粘度，且不容易发生触变。本发明专利技术还提供一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂的制备方法，利用水性RAFT试剂合成分散剂可实现产业化，分子量可控、基团可控，分散效率高。RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂可用于涂料行业、印刷行业、能源电子行业、陶瓷行业、颜填料行业、日用品行业。

A block polymer dispersant synthesized by RAFT Technology

The present invention relates to a RAFT technique for the synthesis of block copolymer dispersant, the prepared dispersant adjustable molecular weight and narrow molecular weight distribution, and due to the presence of anchoring groups and amino sulfonic acid play a role in the adsorption of glaze is easy to disperse particles and release water molecules glaze hydration cation adsorption and reduce the glaze slurry viscosity, thixotropic and not easy to happen. The invention also provides a preparation method of a block polymer dispersing agent synthesized by RAFT technology, wherein the dispersant can be industrialized by the use of an aqueous RAFT reagent, the molecular weight is controllable, the group is controllable, and the dispersion efficiency is high. RAFT technology block polymer dispersant can be used in the coating industry, printing industry, energy electronics industry, ceramics industry, pigments and fillers industry, daily necessities industry.

【技术实现步骤摘要】
一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂
本专利技术涉及一种分散剂的制备方法，具体涉及到一种可逆加成-断裂链转移聚合RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，属于高分子分散剂合成

技术介绍
陶瓷分散剂也叫陶瓷减水剂，作为高分子分散剂的一部分，在釉料领域、坯料领域有着广泛的应用。由于高分子陶瓷分散剂疏水基、亲水基的位置、大小及数量可调，分子结构可呈梳状、多支链化等，因此高分子陶瓷分散剂对分散微粒表面覆盖及包封效果要比无机陶瓷分散剂强得多、分散体系更稳定、分散体系适应性更加广泛，高分子陶瓷分散剂已经成为很有前途的一类高效分散剂。中国专利号CN201410316056.8涉及一种陶瓷加工用聚合物减水剂及其合成方法，其特征在于，首先将含聚醚长链的大分子不饱和单体和不饱和酸在自由基引发剂作用下共聚，然后加入另一部分不饱和酸和自由基引发剂，继续进行聚合反应，最后中和至中性，即可得到本专利技术的聚合物减水剂。该聚合物减水剂减水率高、分散和塑化能力强，可应用于陶瓷行业的制粉、注浆成型等工艺过程。在传统的自由基聚合体系中，自由基浓度较高，容易发生自由基的终止反应，导致反应不可控。如果在聚合体系中加入链转移常数高的特种链转移剂，使得增长自由基和该链转移剂之间进行退化转移，从而降低自由基的浓度，就有可能实现活性自由基聚合，这种特种链转移剂即为RAFT试剂。RAFT聚合是可逆加成-断裂-链转移聚合简称，是活性/可控自由基聚合的一种。但通常RATF聚合多以油性体系为主，RAFT自由基聚合体系的水溶性改性、RAFT水溶液聚合的研究不多，也有RAFT的水相乳液聚合很少报道，但仍然使用油溶性单体与油溶性RAFT试剂。陶瓷分散剂领域目前应用活性可控聚合较少，水性可控聚合的更少，在陶瓷分散剂的领域，通过分子量可控、分散系数的可控，实现分散效率的提高，将会成为本领域发展的方向。中国专利号CN03158622.8用非聚合单官能的引发剂通过活性控制聚合烯键式不饱和单体获得梯度共聚物，并将其应用于分散处理颜料和其它固体。但目前将可控聚合分散剂应用于陶瓷釉料分散领域的较少。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂及其制备方法。本专利技术的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其特征在于：将水溶性RAFT试剂应用于合成分散剂领域，并采用常温水性RAFT聚合法合成，分散剂分子量可控、分散系数可控，分散效率高。将RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂可用于涂料行业、印刷行业、能源电子行业、陶瓷行业、颜填料行业、日用品行业。本专利技术的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其制备方法如下：a)将20.0～40.0份的聚合单体、1.0～3.0份的引发剂、40.0～60.0份水依次加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到10～15℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将2.0～5.0份的还原剂、1.0～3.0份的水溶性RAFT试剂加入10.0～20.0份水中，搅拌溶解，然后缓慢加入到A溶液中，氮气保护下搅拌，保持在15～30℃反应1～6h，得聚合物溶液B；c)向上述聚合物溶液B中加入碱溶液中和至pH＝7～9，制得一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂。其中，所述的聚合单体为丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺三者的混合物，其丙烯酸：N-异丙基丙烯酰胺：N-羟甲基丙烯酰胺的质量比为1:1:0.5～1:0.5:0.25。所述的引发剂溶液为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二氰基戊酸的水溶液中的一种或两种以上。所述的还原剂为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、次磷酸钠、次磷酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的水溶液中的一种或两种以上。所述的水溶性RAFT试剂为阴离子型或阳离子型改性的水溶性二硫酯、水溶性三硫酯；进一步地，优选为二硫代苯乙酸、α-二硫代苯甲酯基对苯亚甲基氯化吡啶盐、S，S’-双(α,α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、二乙基二硫代氨基甲酸酯型季铵盐中的一种或两种以上。所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水的一种或两种以上；进一步地，优选为氢氧化钠。本专利技术的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其应用方法为：将占釉浆总量0.1％～0.3％的本专利技术的分散剂加入至釉浆中研磨至要求粒径，或者将占釉浆总量0.1％～0.3％的本专利技术的分散剂加入到高粘度釉浆中搅拌，然后将此釉浆按常规工艺施釉，焙烧获得的陶瓷釉面效果优于加常规分散剂的釉面效果。本专利技术的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其作用原理如下：釉浆在研磨时粒径较小(10微米左右)，由于采用传统自由基聚合合成的高分子分散剂分子量偏大、分布范围宽，研磨后的釉浆粘度偏大、且触变严重。采用本专利技术制备的分散剂分子量可调、分子量分布窄，且由于含有锚固基团磺酸基和氨基易于在釉料颗粒表面吸附发挥分散作用，并将釉浆中水化阳离子吸附的水分子释放出来，降低釉浆的粘度，且不容易发生触变。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其制备工艺如下：a)将15份丙烯酸、8份N-异丙基丙烯酰胺、6份N-羟甲基丙烯酰胺、1.1份过硫酸钾、50份水依次加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到15℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将4份硫代硫酸钠、2份水溶性RAFT试剂α-二硫代苯甲酯基对苯亚甲基氯化吡啶盐加入10份水中，搅拌溶解，然后缓慢加入到A溶液中，氮气保护下搅拌，保持在25℃反应3h，得聚合物溶液B；c)向上述聚合物溶液B中加入氢氧化钠溶液中和至pH至9，制得一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂。将0.1份上述分散剂溶液加入至质量份数67％的100份研磨好的常用釉浆中搅拌，釉浆在涂-4杯中流动时间有65s降低至32s，符合淋釉施工工艺；上述釉浆按常规工艺施釉，焙烧获得的陶瓷釉面效果优于加常规分散剂的釉面效果。实施例2一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其制备工艺如下：a)将20份丙烯酸、14份N-异丙基丙烯酰胺、8份N-羟甲基丙烯酰胺、3份过硫酸钾、60份水依次加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到10℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将4.8份硫代硫酸钾、2.8份水溶性RAFT试剂二乙基二硫代氨基甲酸酯型季铵盐加入20份水中，搅拌溶解，然后缓慢加入到A溶液中，氮气保护下搅拌，保持在15℃反应6h，得聚合物溶液B；c)向上述聚合物溶液B中加入氢氧化钠溶液中和至pH至8，制得一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂。将0.15份上述分散剂溶液加入至质量份数67％的100份研磨好的常用釉浆中搅拌，釉浆在涂-4杯中流动时间有62s降低至28s，符合淋釉施工工艺；上述釉浆按常规工艺施釉，焙烧获得的陶瓷釉面效果优于加常规分散剂的釉面效果。实施例3一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其制备工艺如下：a)将17份丙烯酸、11份N-异丙基丙烯酰胺、8份N-羟甲基丙烯酰胺、1.2份过硫酸钾、40份水分别加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到15℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将2.2份硫代硫酸钾、3份水溶性RAFT试剂S，S’本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其特征在于：所述的嵌段聚合物分散剂，其制备方法如下：a)将20.0～40.0份的聚合单体、1.0～3.0份的引发剂、40.0～60.0份水依次加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到10～15℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将2.0～5.0份的还原剂、1.0～3.0份的水溶性RAFT试剂加入10.0～20.0份水中，搅拌溶解，然后缓慢加入到A溶液中，氮气保护下搅拌，保持在15～30℃反应1～6h，得聚合物溶液B；c)向上述聚合物溶液B中加入碱溶液中和至pH＝7～9，制得一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂。

【技术特征摘要】
1.一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其特征在于：所述的嵌段聚合物分散剂，其制备方法如下：a)将20.0～40.0份的聚合单体、1.0～3.0份的引发剂、40.0～60.0份水依次加入反应装置中，搅拌溶解后，冷却到10～15℃，抽真空后通入氮气密封，为溶液A；b)将2.0～5.0份的还原剂、1.0～3.0份的水溶性RAFT试剂加入10.0～20.0份水中，搅拌溶解，然后缓慢加入到A溶液中，氮气保护下搅拌，保持在15～30℃反应1～6h，得聚合物溶液B；c)向上述聚合物溶液B中加入碱溶液中和至pH＝7～9，制得一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂。2.如权利要求1所述的一种RAFT技术合成的嵌段聚合物分散剂，其特征在于：所述的聚合单体为丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺三者的混合物，其中丙烯酸：N-异丙基丙烯酰胺：N-羟甲基丙烯酰胺的质量比为1:1:0.5～1:0.5:0.25。3.如权利要求1所述的一种RAFT...

【专利技术属性】
技术研发人员：许钧强，谢义鹏，康伦国，姚东生，
申请(专利权)人：合众佛山化工有限公司，韶关市合众化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44