本發(fā)明涉及一種分散劑的制備方法，具體涉及到一種原子轉(zhuǎn)移自由基聚合ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，屬于高分子分散劑合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

分散劑作為水性體系例如涂料、油墨、陶瓷釉料和坯料、農(nóng)藥制劑中重要原料，其質(zhì)量的好壞完全決定了涂料中著色劑能否在體系中均勻分散且保持穩(wěn)定，決定了涂料的屈服值和涂膜的光澤、遮蓋力等，決定了陶瓷釉漿的黏度、流動(dòng)和觸變性能，也決定了農(nóng)藥制劑中農(nóng)藥顆粒能否均勻高效地分散于水中，不降低藥效。

高分子分散劑結(jié)構(gòu)對分散效果影響較大。一般地，水性體系中適用的超分散劑由錨鏈段和親水鏈段兩部分組成，為達(dá)到良好的分散效果，親水鏈段分子量一般控制在1000～3000左右，親水鏈過長，超分散劑分子易從顏料表面脫落，且親水鏈與親水鏈間易發(fā)生纏結(jié)而導(dǎo)致絮凝；錨鏈段的分子量一般控制在2000～5000左右，錨鏈段過長，往往因無法完全吸附于粒子表面而成環(huán)或與相鄰粒子表面結(jié)合，導(dǎo)致粒子間的“架橋”絮凝。此外，高分子分散劑分子鏈段中親水鏈段的適宜比例為20％～40％，如果親水鏈段比例過高，則分散劑溶劑化過強(qiáng)，粒子與分散劑間的結(jié)合力相對削弱，分散劑易脫落；反之若親水鏈段的比例過低，分散劑無法在水中完全溶解，相容性差，分散效果下降。

陶瓷分散劑也叫陶瓷減水劑，作為高分子分散劑的一部分，在釉料領(lǐng)域、坯料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于高分子陶瓷分散劑疏水基、親水基的位置、大小及數(shù)量可調(diào)，分子結(jié)構(gòu)可呈梳狀、多支鏈化等，因此高分子陶瓷分散劑對分散微粒表面覆蓋及包封效果要比無機(jī)陶瓷分散劑強(qiáng)得多、分散體系更穩(wěn)定、分散體系適應(yīng)性更加廣泛，高分子陶瓷分散劑已經(jīng)成為很有前途的一類高效分散劑。

目前國外開發(fā)、研制高分子分散劑的公司主要有ICI，KvK，Dupont，BASF，BYK，Daniel，SunChemical等公司。國內(nèi)對高分子分散劑的研究起步較晚，分散劑種類少，合成方法還不成熟，其開發(fā)的產(chǎn)品使用性能還無法完全滿足使用要求，仍需大量進(jìn)口國外產(chǎn)品。因此，開發(fā)和研制性能優(yōu)良的高分子分散劑具有重要意義。

楊建紅等研究發(fā)現(xiàn)在陶土中當(dāng)聚丙烯酸鈉的添加計(jì)量為0.6％～0.8％時(shí)才能夠取得較好的解凝效果，該報(bào)道存在添加量偏大的缺點(diǎn)。

中國專利號CN201410316056.8涉及一種陶瓷加工用聚合物減水劑及其合成方法，其特征在于，首先將含聚醚長鏈的大分子不飽和單體和不飽和酸在自由基引發(fā)劑作用下共聚，然后加入另一部分不飽和酸和自由基引發(fā)劑，繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)，最后中和至中性，即可得到本發(fā)明的聚合物減水劑。該聚合物減水劑減水率高、分散和塑化能力強(qiáng)，可應(yīng)用于陶瓷行業(yè)的制粉、注漿成型等工藝過程。

但從現(xiàn)有專利與技術(shù)工藝來看，陶瓷行業(yè)分散劑存在分散效率低、分散劑產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一種原子轉(zhuǎn)移自由基聚合ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑及其制備方法。

所述的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP聚合法)是以簡單的有機(jī)鹵化物為引發(fā)劑、過渡金屬配合物為鹵原子載體，通過氧化還原反應(yīng)，在活性種與休眠種之間建立可逆的動(dòng)態(tài)平衡，從而實(shí)現(xiàn)了對聚合反應(yīng)的控制，將ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑可用于涂料行業(yè)、印刷行業(yè)、能源電子行業(yè)、陶瓷行業(yè)、顏填料行業(yè)、日用品行業(yè)。

本發(fā)明的一種ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，其制備方法如下：

a)在惰性氣體保護(hù)下，將0.1～0.8份引發(fā)劑，0.2～1.6份催化劑、0.1～1.0份配體、0.05～0.1份表面活性劑、100.0～500.0份水、20.0～40.0份聚合單體加入到反應(yīng)裝置中，升溫?cái)嚢?，?0～95℃下進(jìn)行ATRP聚合反應(yīng)6h～24h，得一聚合物溶液；

b)在上述聚合物溶液中加入過量的甲醇，攪拌均勻后停止攪拌，靜置讓其沉淀，過濾、洗滌至無鹵離子，真空干燥，制得一種分子量分布較窄的嵌段聚合物分散劑。

其中，所述的引發(fā)劑為2-氯丙酰胺、2-溴丙酰胺、2-溴丙烯酸乙酯、二溴丙烯酸乙酯、2-溴代異丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯中的一種或兩種以上；進(jìn)一步地，優(yōu)選為2-氯丙酰胺或2-溴丙酰胺或者二者的混合物。

所述的催化劑為溴化亞銅、氯化亞銅、溴化亞銅、溴化銅中的一種或兩種以上；進(jìn)一步地，優(yōu)選為氯化亞銅。

所述的配體為2，2’-聯(lián)吡啶，N，N，N’，N’，N”-五甲基二乙烯基三胺、N，N，N’，N’，N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N，N，N’，N’，N”，N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、N，N，N’，N’，N”，N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的一種或兩種以上；進(jìn)一步地，優(yōu)選為2，2’-聯(lián)吡啶。

所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚乙烯醇中的一種或兩種以上。

所述的聚合單體為對苯乙烯磺酸鈉、N-乙烯基己內(nèi)酰胺的混合物，其質(zhì)量比為0.2:1～0.8:1。

本發(fā)明的一種原子轉(zhuǎn)移自由基聚合ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑的制備方法，具有工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，一步法合成，制得一種分子量分布窄的水性嵌段聚合物分散劑。

本發(fā)明的一種原子轉(zhuǎn)移自由基聚合ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，作用原理如下：釉漿在研磨時(shí)粒徑較小(10微米左右)，由于采用傳統(tǒng)自由基聚合技術(shù)合成的高分子分散劑分子量分布較寬，研磨后的釉漿粘度偏大、且觸變嚴(yán)重。采用本發(fā)明制備的分散劑分子量可調(diào)、分子量分布窄，且由于含有錨固基團(tuán)磺酸基和氨基易于在釉料顆粒表面吸附并發(fā)揮分散作用，并將釉漿中水化陽離子吸附的水分子釋放出來，降低釉漿的粘度，且不容易發(fā)生觸變。

本發(fā)明的一種原子轉(zhuǎn)移自由基聚合ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，使用方法為：將占釉漿總量0.1％～0.3％的本發(fā)明的分散劑加入至釉漿中研磨至要求粒徑，或者將占釉漿總量0.1％～0.3％的本發(fā)明的分散劑加入到高粘度釉漿中攪拌，然后將此釉漿進(jìn)入常規(guī)工藝施釉，焙燒獲得的陶瓷釉面效果優(yōu)于加常規(guī)分散劑的釉面效果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的一種ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑做進(jìn)一步的描述?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

一種ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，其制備工藝如下：

a)在惰性氣氛保護(hù)條件下，將0.2份2-氯丙酰胺，0.1份溴化亞銅，0.3份氯化亞銅、0.2份2，2’-聯(lián)吡啶、0.05份脂肪酸甘油酯、300份水、6份對苯乙烯磺酸鈉、20份N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到反應(yīng)裝置中，升溫?cái)嚢?，?0～75℃下進(jìn)行ATRP聚合反應(yīng)14h，得反應(yīng)物溶液。

b)在聚合物溶液中加入過量的甲醇，攪拌均勻后停止攪拌，靜置讓其沉淀，過濾、洗滌至無鹵離子，真空干燥，制得一種分子量分布較窄的嵌段聚合物分散劑。

將0.1份上述二嵌段共聚物分散劑加入至100份研磨好的釉漿中攪拌，釉漿在涂-4杯中流動(dòng)時(shí)間有59s降低至36s；上述釉漿進(jìn)入常規(guī)工藝施釉，焙燒獲得的陶瓷釉面效果優(yōu)于加常規(guī)分散劑的釉面效果。

實(shí)施例2

一種ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，其制備工藝如下：

a)在惰性氣氛保護(hù)條件下，將0.4份2-溴丙酰胺，0.4份2-氯丙酰胺，1.3份溴化亞銅、0.4份2，2’-聯(lián)吡啶、0.05份十二烷基苯磺酸鈉、400份水、10份對苯乙烯磺酸鈉、20份N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到反應(yīng)裝置中，升溫?cái)嚢?，?0～85℃下進(jìn)行ATRP聚合反應(yīng)12h，得反應(yīng)物溶液。

b)在聚合物溶液中加入過量的甲醇，攪拌均勻后停止攪拌，靜置讓其沉淀，過濾、洗滌至無鹵離子，真空干燥，制得一種分子量分布較窄的嵌段聚合物分散劑。

將0.2份上述二鉗段共聚物分散劑加入至100份研磨好的釉漿中攪拌，釉漿在涂-4杯中流動(dòng)時(shí)間有59s降低至30s；上述釉漿進(jìn)入常規(guī)工藝施釉，焙燒獲得的陶瓷釉面效果優(yōu)于加常規(guī)分散劑的釉面效果。

實(shí)施例3

一種ATRP技術(shù)合成的嵌段聚合物分散劑，其制備工藝如下：

a)在惰性氣氛保護(hù)條件下，在一定溫度下將0.3份引發(fā)劑，1.0份催化劑、0.1份N，N，N’，N’，N”-五甲基二乙烯基三胺、0.1份聚乙烯醇、200份水、6份對苯乙烯磺酸鈉、15份N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到反應(yīng)裝置中，升溫?cái)嚢?，?0～85℃下進(jìn)行ATRP聚合反應(yīng)24h，得反應(yīng)物溶液。

b)在聚合物溶液中加入過量的甲醇，攪拌均勻后停止攪拌，靜置讓其沉淀，過濾、洗滌至無鹵離子，真空干燥，制得一種分子量分布較窄的嵌段聚合物分散劑。

將0.2份上述二鉗段共聚物分散劑加入至100份研磨好的釉漿中攪拌，釉漿在涂-4杯中流動(dòng)時(shí)間有59s降低至32s；上述釉漿進(jìn)入常規(guī)工藝施釉，焙燒獲得的陶瓷釉面效果優(yōu)于加常規(guī)分散劑的釉面效果。

以上描述僅為本申請的較佳實(shí)施例以及對所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。