一种阴-非离子型分散剂及其制备方法技术

本案涉及一种阴‑非离子型分散剂及其制备方法，是通过对聚乙二醇两端羟基进行改性合成选择性高的端氨基聚乙二醇NH

【技术实现步骤摘要】
一种阴-非离子型分散剂及其制备方法
本专利技术涉及表面活性剂制备领域，具体为一种阴-非离子型分散剂及其制备方法。
技术介绍
表面活性剂按照其作用不同可分为乳化剂、分散剂、增稠剂等各类添加剂，几乎涵盖了所有精细化工领域，如化妆品行业、医药行业、建筑材料行业等。传统的分散剂分子量较小，与颜料颗粒结合的锚固基团单一且数量极少，不能形成牢固的吸附，且易受温度、杂质离子等因素的影响，在实际使用中效果不佳。而高分子分散剂因其具有较长的分子链和数量较多的锚固基团，可以产生较强的吸附作用和空间位阻作用，性能远好于传统分散剂。但高分子量的分散剂也存在一些缺陷，分子链过长时会出现链缠结，影响分散效果；降低分子量的同时锚固基团数量又会减少，不能形成牢固的吸附，且受环境影响也较大。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本专利技术目的在于提供一种高分子量的多臂阴-非离子型聚合物分散剂，通过增加聚合物链来提高空间位阻效应，避免分子链间缠结而影响到分散效果，同时分子量较高也提供了更多的锚固基团。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种阴-非离子型分散剂，是通过对聚乙二醇两端羟基进行改性得到如式1)所示的反应型阴-非离子单体，随后在ATRP四头引发剂下合成得到如式2)所示的大分子阴-非离子型分散剂；其中，n是5～20的整数，表示式1)构成的聚合物链。本专利技术进一步提供一种如上所述的阴-非离子型分散剂的制备方法，其包括以下步骤：S1：在反应瓶中加入聚乙二醇和二氯甲烷搅拌使其混合均匀，加入催化量的氧化银/碘化钾催化剂，再加入与聚乙二醇等摩尔量的对甲苯磺酰氯，室温下搅拌反应2～3h，随后过滤洗涤得到TsO-PEG-OH；S2：将TsO-PEG-OH溶于25％的氨水中，并加入等摩尔量的氯化铵，30℃下搅拌反应3天，用二氯甲烷萃取，收集到的有机层通过柱层析分离提纯得到NH2-PEG-OH；S3：将得到的NH2-PEG-OH溶于去离子水中，加入等摩尔量的苯甲醛-4-磺酸钠，调节pH至6.5得混合溶液，取氨基硼氢化钠逐滴滴加入混合溶液中，室温下搅拌反应12h，随后将反应液透析冷冻干燥得到固体；将固体溶解于甲苯中加入阻聚剂对苯二酚、催化剂对甲苯磺酸和单体丙烯酸，升温至110～120℃，搅拌回流4h，用饱和碳酸钠溶液水洗后分液，将有机层旋蒸除去溶剂，重结晶得到式1)所示反应型阴-非离子单体；S4：在反应瓶中加入季戊四醇、三乙胺和无水二氧六环，通入氮气置换反应瓶中的空气，将反应瓶置于-18℃环境下，并在氮气氛围中逐滴滴加2-溴异丁酰溴的四氢呋喃溶液，滴加完毕后将反应瓶移至室温下搅拌反应12h；用二氯甲烷萃取，收集有机层经洗涤、干燥、旋蒸和重结晶得到ATRP四头引发剂；S5：在舒伦克瓶中依次加入催化剂、配位剂、所述ATRP四头引发剂和反应型阴-非离子单体，加入四氢呋喃搅拌使其溶解混合均匀，舒伦克瓶经冷冻-抽气-解冻充气三次循环使瓶中充满氮气，在60℃下反应2-5h；反应完成后加四氢呋喃溶解稀释，随后经过中性氧化铝后在大量正己烷中沉淀析出聚合物，即得阴-非离子型分散剂。进一步地，所述催化剂为溴化铜、溴化亚铜或二者的混合物；所述配位剂为联吡啶或N,N,N’,N”-五甲基二亚乙基三胺。进一步地，所述催化剂、配位剂、所述ATRP四头引发剂和反应型阴-非离子单体的投料摩尔比为1:2:1:50～100。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的分散剂具有阴非离子特性，适用于不同的溶液体系，能够用于分散无机类颜料或有机颜料，稳定性好，表面张力和临界胶束浓度低，分散性高。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本专利技术提供一种阴-非离子型分散剂的制备方法，其包括以下步骤：S1：在反应瓶中加入聚乙二醇(PEG)和二氯甲烷搅拌使其混合均匀，加入催化量的氧化银/碘化钾催化剂，再加入与聚乙二醇等摩尔量的对甲苯磺酰氯，室温下搅拌反应2～3h，随后过滤洗涤得到TsO-PEG-OH；S2：将TsO-PEG-OH溶于25％的氨水中，并加入等摩尔量的氯化铵，30℃下搅拌反应3天，用二氯甲烷萃取，收集到的有机层通过柱层析分离提纯得到NH2-PEG-OH；S3：将得到的NH2-PEG-OH溶于去离子水中，加入等摩尔量的苯甲醛-4-磺酸钠，调节pH至6.5得混合溶液，取氨基硼氢化钠逐滴滴加入混合溶液中，室温下搅拌反应12h，随后将反应液透析冷冻干燥得到固体；将固体溶解于甲苯中加入阻聚剂对苯二酚、催化剂对甲苯磺酸和单体丙烯酸，升温至110～120℃，搅拌回流4h，用饱和碳酸钠溶液水洗后分液，将有机层旋蒸除去溶剂，重结晶得到式1)所示反应型阴-非离子单体；S4：在反应瓶中加入季戊四醇、三乙胺和无水二氧六环，通入氮气置换反应瓶中的空气，将反应瓶置于-18℃环境下，并在氮气氛围中逐滴滴加2-溴异丁酰溴的四氢呋喃溶液，滴加完毕后将反应瓶移至室温下搅拌反应12h；用二氯甲烷萃取，收集有机层经洗涤、干燥、旋蒸和重结晶得到ATRP四头引发剂；S5：在舒伦克瓶中依次加入催化剂(溴化铜和溴化亚铜混合物)、配位剂(联吡啶bby)、所述ATRP四头引发剂和反应型阴-非离子单体，加入四氢呋喃搅拌使其溶解混合均匀，舒伦克瓶经冷冻-抽气-解冻充气三次循环使瓶中充满氮气，在60℃下反应2-5h；反应完成后加四氢呋喃溶解稀释，随后经过中性氧化铝后在大量正己烷中沉淀析出聚合物，即得阴-非离子型分散剂。上述制备过程可用如下方程式表示，其中n为聚乙二醇官能度，优选为5-15，即PEG分子量优选在200-800g/mol之间，表示反应型阴-非离子单体构成的聚合物链。本案首先分别对聚乙二醇两端的羟基进行改性，依据中南药学，2014,12(6)：549-551，可合成选择性高的端氨基聚乙二醇NH2-PEG-OH，再与苯甲醛-4-磺酸钠反应，顺利引入磺酸基团和亚胺基团，增加锚固效应，并使该化合物具有了阴-非离子特性；此时再利用另一端的羟基与丙烯酸的羧基进行酯化反应，引入末端双键使其能够进行自由基聚合。以季戊四醇为原料制备了四头ATRP引发剂，与上述的反应型阴-非离子单体聚合即可得到多臂聚合物，分子链与分子链间的空间位阻大，通过调控聚合度，还使聚合物链的分子量不至于过大，通过这种方法可减少产生分子链缠结的可能，增加分散剂的稳定性；同时又由于具有多条分子链，又能保证聚合物整体分子量较高，锚固基团丰富，从而有效提高吸附牢固度，提高分散性能。同时具有醚的非离子特性和磺酸盐的阴离子特性，分散介质适用范围广。实施例1：选用PEG-200，催化剂、配位剂、所述ATRP四头引发剂和反应型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阴-非离子型分散剂，其特征在于，是通过对聚乙二醇两端羟基进行改性得到如式1)所示的反应型阴-非离子单体，随后在ATRP四头引发剂下合成得到如式2)所示的大分子阴-非离子型分散剂；/n

【技术特征摘要】
1.一种阴-非离子型分散剂，其特征在于，是通过对聚乙二醇两端羟基进行改性得到如式1)所示的反应型阴-非离子单体，随后在ATRP四头引发剂下合成得到如式2)所示的大分子阴-非离子型分散剂；



其中，n是5～20的整数，表示式1)构成的聚合物链。


2.一种如权利要求1所述的阴-非离子型分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在反应瓶中加入聚乙二醇和二氯甲烷搅拌使其混合均匀，加入催化量的氧化银/碘化钾催化剂，再加入与聚乙二醇等摩尔量的对甲苯磺酰氯，室温下搅拌反应2～3h，随后过滤洗涤得到TsO-PEG-OH；
S2：将TsO-PEG-OH溶于25％的氨水中，并加入等摩尔量的氯化铵，30℃下搅拌反应3天，用二氯甲烷萃取，收集到的有机层通过柱层析分离提纯得到NH2-PEG-OH；
S3：将得到的NH2-PEG-OH溶于去离子水中，加入等摩尔量的苯甲醛-4-磺酸钠，调节pH至6.5得混合溶液，取氨基硼氢化钠逐滴滴加入混合溶液中，室温下搅拌反应12h，随后将反应液透析冷冻干燥得到固体；将固体溶解于甲苯中加入阻聚剂对苯二酚、催化剂对甲苯磺酸和单体丙烯酸，升温至110～120℃，搅拌回流4h，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晔，周慧，惠紫嫣，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32