[发明专利]羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂和制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于新型高分子材料---分散剂型表面活性剂，具体的说是一种羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂和制备工艺。

背景技术

分散剂对被分散物质起着分散和稳定的作用，在颜料、染料、水溶液煤浆、农药等行业都有着重要的应用。现有技术分散剂的缺点是：分子小，在固体颗粒表面吸附不牢固，容易从表面解离导致重新聚集或沉淀。羧酸盐及其衍生物共聚物分散剂通过空间位阻作用及静电斥力作用可使体系稳定，比小分子分散剂具有更好的分散效果。与传统的木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物等分散剂相比，羧酸盐及其衍生物共聚物分散剂外观为白色粉末，对分散体系的离子强度、pH值和温度等不敏感，可显著降低体系的粘度。此类共聚物用作分散剂时分子量较低，一般在几千到几万之间，分子量的大小对分散剂的分散能力至关重要。由于制备此类共聚物所用单体的聚合活性比较高，聚合物分子量的控制成为此类分散剂制备的关键技术。本发明人在聚合物分子量控制方面已经做了大量的工作，如中国专利ZL200810201806.1“苯乙烯-苯乙烯磺酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物分散剂”、CN201110055926.7“甲基丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸羟丙酯共聚物分散剂”、CN201110440872.6“甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物分散剂”、CN201110440854.8“甲基丙烯酸-苯乙烯-马来酸酐共聚物分散剂”，《过程工程学报》发表的《丙烯酸类共聚物分散剂的合成及其分散性能》。除此之外，本技术领域内控制聚合物分子量大小的方法还有：专利文献EP1304314，使用巯基化合物作为链转移剂控制聚合物分子量；专利文献 CN1085570，采用金属盐作为分子量调节剂；专利文献 US4301226，在水-异丙醇混合溶剂中聚合反应达到控制聚合物分子量的目的等等。这些方法的缺点是：产物中引入了刺激性气味的物质，污染环境，增加了后处理的难度，并且生产成本昂贵。

羧酸盐及其衍生物共聚物分散剂的应用越来越广泛，现有技术羧酸盐及其衍生物共聚物分散剂的合成工艺还存在着分子量大小难以控制、体系粘度高、分散效果不理想、抗硬水能力差等难以克服的技术问题。所以发明一种具有优良分散性、广泛普适性、制备成本低和环境友好的羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂及其制备工艺是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一类具有优良分散性、广泛普适性、制备成本低、环境友好的羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂；

本发明另一目的是提供该羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂的制备工艺。

一种羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂，单体及相应质量比组成如下：

丙烯酸同系物                   10～40份

马来酸酐                       10～20份

丙烯酸酯                       10～50份。

所述的羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂，丙烯酸同系物包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸中的一种或两种混合物；丙烯酸酯包括：丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种、两种或三种的混合物。

一种羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂的制备工艺，步骤如下：

（1）将丙烯酸同系物、马来酸酐和丙烯酸酯溶于水溶液体系，得单体混合液；

（2）将1～20份硝酸锶、1～10份氯化铜、1～5份酚醛树脂和50～70份去离子水混合均匀，吸附于分子筛上，在100～150℃下老化6～8小时，得到粒径在2～6mm的固相催化剂颗粒；

（3）将固定了催化剂的分子筛固定在玻璃列管中，将步骤（1）制备的单体混合液在5～15分钟内通过60～70℃的玻璃列管，接入反应釜中；

（4）将步骤（3）产物60～80℃条件下，保温2～3小时；

（5）将步骤（4）产物冷却至室温，用碱中和体系中的羧酸到pH 值8～9 ；

（6）将步骤（5）产物减压蒸馏至聚合物溶液固含量为20～45% ；

（7）将步骤（6）产物喷雾干燥，制得羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂粉体。

所述的羧酸盐及其衍生物三元共聚物分散剂的制备工艺步骤（5）中，中和体系的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、三乙醇胺和三乙胺中的一种。