[发明专利]聚合物改性木质素分散剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物改性木质素分散剂及其制备方法，其制备方法包括：首先通过木质素、二硫化碳、氢氧化钠反应获得木质素黄原酸钠，再经过氧化物氧化生成木质素二异丙氧基黄原酸酯，作为大分子链转移剂；然后以偶氮二异丁腈为引发剂，将丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯中的至少两种单体投入反应制得接枝的木质素衍生物，参与反应的单体总质量占木质素二异丙氧基黄原酸酯的质量的80％～150％；最后上述反应结束后，将干燥后的接枝的木质素衍生物溶于水中，并将pH值调为8.0～9.0，得到聚合物改性木质素分散剂。本发明所揭示方法制备的木质素分散剂，具有较好的分散性能，以该分散剂制备的水性色浆，具有较高的着色力和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种颜料用分散剂及其制备方法，尤其涉及一种聚合物改性木质素分散剂及其制备方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

木质素是自然界中第二大可再生资源，是一种分子结构中含氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。对木质素进行加工来制备分散剂已有数十年的历史，木质素分散剂已广泛应用于农药、染料、涂料、纺织等领域，其中木质素磺酸盐是木质素类分散剂中最为主要的产品。

木质素磺酸盐依托侧链磺酸根离子的电荷排斥力，可以有效稳定颗粒分布防止团聚，其分子链上的芳香结构可以对很多颗粒表面形成较强的吸附力起到分散作用。木质素磺酸盐分散剂虽然价格低廉、应用广泛，但其品种单一、杂质多、分子量偏小、亲水性过强、分散性能一般，且以木质素磺酸盐作为主要分散剂制备的水性色浆，往往着色力偏低。

工业上，木质素主要来源于造纸工业产生的“黑液”，由于造纸制浆工艺的不同，酸性和中性制浆工艺得到的“黑液”主要成分为木质素磺酸盐，碱性制浆工艺得到的“黑液”主要成分为碱性木质素。碱性木质素和木质素磺酸盐同木质素一样，基本组分都是苯甲基丙烷衍生物，但由于在纸浆工艺中反应不完全，“黑液”中的碱性木质素和木质素磺酸盐中还含有大量亲水的羟基官能团，对“黑液”中碱性木质素和木质素磺酸盐进行改性，是制备高性能木质素分散剂的重要途径。

在工业应用领域，木质素类分散剂的改性方式主要分为化学功能改性和接枝共聚改性。常规的化学功能性改性主要有磺化、缩醛化、氧化法等；接枝共聚改性是使用化合物单体对木质素单体进行接枝共聚，从而引入亲水或亲油链，提高木质素分散剂的分散效果。

将颜料颗粒稳定分散在水性体系中形成的水性色浆是一种重要的着色剂，分散剂是制备水性色浆的重要原料，分散剂对颜料颗粒的分散效果直接影响色浆的着色力、储存稳定性等基本性能。目前木质素类分散剂只有少量应用于色浆工业中，究其原因主要有以下两方面：1)对颜料颗粒的分散效果差，导致色浆的着色力较低；2)与很多色浆应用的基料相容性差。

木质素及木质素的衍生物具有自由基反应活性，在引发剂存在的条件下，木质素及其衍生物能够发生游离基接枝共聚反应。在木质素分散剂制造领域，对木质素进行接枝改性是一种非常有效的途径，如公开号为US7691982的美国专利介绍了一种对木质素接枝烷氧基和阴离子性功能基团以制备分散剂的方法。

在木质素大分子链上接枝丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯等单体，可以得到一些具有性能良好的聚合物。但是常规的接枝聚合并不能避免单体自聚的情况，因为这些单体在引发剂作用下也很容易自聚，这些自聚的单体往往会影响分散剂的分散效果。近年来，研究人员开始关注木质素的可控聚合接枝方式，其中可逆加成断裂链转移(简称：RAFT)聚合是最近十多年来发展起来的一种活性/可控技术，利用该技术制备的木质素分散剂具有可控的分子嵌段结构，对颜料颗粒具有较好的分散性能。然而目前还未见采用RAFT聚合技术对木质素进行接枝改性的报道。

发明内容

本发明为了提高木质素分散剂的分散性，拓展其在色浆领域的使用范围及提高性能，提供了一种基于RAFT活性可控聚合技术的聚合物改性接枝木质素的方法。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：