專利名稱：一種支化聚丙烯酸類分散劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成高分子碳酸鈣濕磨分散劑，尤其是一種用于涂布碳酸鈣研磨的支化聚丙烯酸類分散劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
重質(zhì)碳酸鈣(GCC)是一種廣泛應(yīng)用的非金屬礦物粉，白度高、遮蓋力好、流動(dòng)性優(yōu)良，是造紙用涂料的主要來(lái)源。造紙用涂料要求高濃低黏，使重質(zhì)碳酸鈣分散成高濃度變得非常重要。用于造紙涂料的重質(zhì)碳酸鈣是一種經(jīng)濕磨碳酸鈣后得到的微細(xì)顆粒，顆粒的細(xì)度級(jí)別因用途不同而不同，如涂料的底涂GCC可稍粗，面涂GCC必須細(xì)小，細(xì)度達(dá)到95%以上(<2iim)。顆粒破碎過(guò)程表面分子處于不平衡狀態(tài)，其內(nèi)部或表面分子都具有一定程度的吸引力。進(jìn)一步細(xì)化時(shí)，具有活性的表面面積會(huì)變得非常大，此時(shí)細(xì)小顆粒表面張力便 延伸捕捉其周圍的物質(zhì)，并隨著粒度超細(xì)化而更加嚴(yán)重。從熱力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，由于超細(xì)粉體擁有巨大的比表面積，其表面能相當(dāng)大，造成體系處于相對(duì)極不穩(wěn)定的熱力學(xué)狀態(tài)。而且固體的微細(xì)化過(guò)程中，小粒子的內(nèi)部結(jié)合力、晶格不斷地被破壞，顆粒表面形成許多不飽和鍵，使顆粒的表面活性和體系的總能量不斷增加，使超細(xì)粉的表面性質(zhì)變得更加活躍，必須吸附周圍的物質(zhì)。因此要達(dá)到較好的研磨級(jí)別，必須在介質(zhì)中加入分散劑以穩(wěn)定顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中分散劑的穩(wěn)定作用不夠理想的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于涂布碳酸鈣研磨的支化聚丙烯酸類分散劑，其獨(dú)特的分子鏈結(jié)構(gòu)使其能夠?qū)ρ心ギa(chǎn)生的新截面進(jìn)行更好的包覆，使研磨分散能夠順利高效的進(jìn)行，同時(shí)本發(fā)明分散劑的雙電層靜電排斥作用，能夠減少碳酸鈣顆粒間的團(tuán)聚作用，降低研磨漿的粘度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的新型支化聚丙烯酸類分散劑，是由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成丙烯酸單體為18 20份，共聚單體總量為5 7份，多烯類單體為3 5份，堿性物質(zhì)16-18份，弓丨發(fā)體系的氧化劑還原劑總和為2 3份，水為47-56份。本發(fā)明的另一目的是提供一種制備所述支化聚丙烯酸類分散劑的方法，所采用的技術(shù)方案是以丙烯酸為主要反應(yīng)單體，加入甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、衣康酸、甲基丙烯磺酸鈉、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)中的一種或幾種單體作為共聚單體，另外加入多烯類單體，以氧化還原體系為引發(fā)體系，通過(guò)水溶液聚合而成，最后用堿性物質(zhì)中和。具體的，按以下操作步驟進(jìn)行(I)將一定量的水和引發(fā)體系的還原劑加入反應(yīng)器中作為底料，攪拌溶解；(2)將丙烯酸單體、共聚單體、多烯類單體、一定量的水配成溶液，并用堿性物質(zhì)中和，再加入引發(fā)體系的剩余還原劑配成滴加液A ;(3)將引發(fā)體系的氧化劑、一定量的水配成滴加液B ;
(4)將溶液A、B采取滴加的方式加入到步驟(I)所述的反應(yīng)器中，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫，最后用堿性物質(zhì)中和，放料即可。其中，所述加入的多烯類單體為季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、四甘醇二丙烯酸酯中的一種或它們的組合。其中，所述引發(fā)體系為過(guò)硫酸鈉-次亞磷酸鈉體系、過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉、過(guò)氧化氫-硫酸亞鐵體系中的一種或兩種復(fù)合使用；所述引發(fā)體系中的氧化劑與還原劑的重量比例為 I : 2-1.25 2。其中，所用原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酸單體為18 20份，共聚單體總量為5 7份，多烯類單體為3 5份，堿性物質(zhì)16-18份，引發(fā)體系的氧化劑還原劑總和為2 3份，水為47-56份。其中，所述堿性物質(zhì)為片堿，配成40-45%的堿溶液使用；用其中和溶液pH值為 4-5。其中，所述的聚合反應(yīng)的溫度為80_87°C ;所述滴加的時(shí)間為5-5. 5h ;所述聚合反應(yīng)時(shí)間為1-1. 5h。用上述方法即可制備出本發(fā)明所要求的用于涂布碳酸鈣研磨的支化聚丙烯酸類分散劑。所制備的分散劑可將其作為濕磨碳酸鈣的分散劑應(yīng)用。本發(fā)明的制備工藝，其由于采用滴加合成工藝，反應(yīng)過(guò)程放熱少，反應(yīng)平穩(wěn)，反應(yīng)溫度低，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)達(dá)到要求后降溫放料即可，工業(yè)上可以很好的實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方法下面結(jié)合具體實(shí)施例以及對(duì)比例對(duì)本發(fā)明方法及優(yōu)點(diǎn)作進(jìn)一步的比較說(shuō)明。新型支化聚丙烯酸類分散劑的制備按以下步驟進(jìn)行(I)將一定量的水和引發(fā)體系的還原劑加入反應(yīng)器中作為底料，攪拌溶解；(2)將丙烯酸單體、共聚單體、多烯類單體、一定量的水配成溶液，并用堿性物質(zhì)中和至pH為4左右，再加入引發(fā)體系的剩余還原劑配成滴加液A ;(3)將引發(fā)體系的氧化劑、一定量的水配成滴加液B ;(4)將溶液A、B在一定溫度下采取滴加的方式在一定時(shí)間內(nèi)加入到步驟(I)所述的反應(yīng)器中，再反應(yīng)一段時(shí)間停止反應(yīng)，降溫至50°C以下，用堿性物質(zhì)中和至pH為5左右，放料即可。其中，滴加的時(shí)間為5-5. 5h ;聚合反應(yīng)的溫度為80-87 °C ;聚合反應(yīng)時(shí)間為1-1. 5h。實(shí)施例藥品的用量及得到的產(chǎn)品如下表
權(quán)利要求
1.一種支化聚丙烯酸類分散劑的制備方法，是以丙烯酸為主要反應(yīng)單體，加入甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、衣康酸、甲基丙烯磺酸鈉、AMPS中的一種或幾種單體作為共聚單體，另外加入多烯類單體，以氧化還原體系為引發(fā)體系，通過(guò)水溶液聚合而成，用堿性物質(zhì)中和。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，具體按以下操作步驟進(jìn)行 (1)將一定量的水和引發(fā)體系的還原劑加入反應(yīng)器中作為底料，攪拌溶解； (2)將丙烯酸單體、共聚單體、多烯類單體、一定量的水配成溶液，并用堿性物質(zhì)中和，再加入引發(fā)體系的剩余還原劑配成滴加液A ; (3)將引發(fā)體系的氧化劑、一定量的水配成滴加液B; (4)將溶液A、B采取滴加的方式加入到步驟(I)所述的反應(yīng)器中，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫，最后用堿性物質(zhì)中和，放料即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述加入的多烯類單體為季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、四甘醇二丙烯酸酯中的一種或它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述引發(fā)體系為過(guò)硫酸鈉-次亞磷酸鈉體系、過(guò)硫酸銨-亞硫酸氫鈉、過(guò)氧化氫-硫酸亞鐵體系中的一種或兩種復(fù)合使用；所述引發(fā)體系中的氧化劑與還原劑的重量比例為I : 2-1.25 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所用各原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酸單體為18 20份，共聚單體總量為5 7份，多烯類單體為3 5份，堿性物質(zhì)16-18份，弓丨發(fā)體系的氧化劑還原劑總和為2 3份，水為47-56份。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述堿性物質(zhì)為片堿，配成40-45%的堿溶液使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于用堿性物質(zhì)中和溶液pH值為4-5。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的聚合反應(yīng)的溫度為80-87°C;所述滴加的時(shí)間為5-5. 5h ;所述反應(yīng)時(shí)間為1-1. 5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制備的分散劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分散劑的應(yīng)用，是將其作為濕磨碳酸鈣的分散劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種支化聚丙烯酸類分散劑及其制備方法和應(yīng)用，是在線性聚丙烯酸鈉分散劑的分子鏈中引入多烯類單體，得到支化的分散劑結(jié)構(gòu)，使其能夠?qū)ρ心ギa(chǎn)生的新截面進(jìn)行更好的包覆，提高了研磨分散效率。另外引入甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、衣康酸、甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)等能夠提供更強(qiáng)負(fù)電荷的單體，提高雙電層靜電排斥作用，減少碳酸鈣顆粒間的團(tuán)聚作用，降低研磨漿的粘度。該分散劑可使碳酸鈣的研磨具有研磨效率高、漿料粘度低、分散性好且比較穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08F212/36GK102775546SQ20111011970
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者孫睢州, 郝丙業(yè), 雷得定 申請(qǐng)人:永港偉方(北京)科技股份有限公司