專利名稱：：丙烯酸系聚合物分散劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種丙烯酸系聚合物分散劑的制備方法及應用。技術背景丙烯酸系聚合物分散劑已被用來作為工業(yè)水系統(tǒng)的防垢、除垢劑，金屬材料的淬火劑以及造紙工業(yè)中顏料分散劑等而受到重視。目前用來制備低分子量聚丙烯酸的方法主要有以下幾種(1)使用巰基化合物做鏈轉移劑，這一方法在早期較普遍使用，但由于產品有惡臭，目前已很少使用；(2)在水-異丙醇混合溶劑中聚合(美國專利4301266，1981，BASFA.-GMuenster，A.andRohmann,M.)在壓力下于120-200。C聚合，用雙氧水做引發(fā)劑，這一方法需要煩瑣的除去異丙醇的后處理過程；(3)用金屬鹽(如Cu2+)-H202作為引發(fā)體系(美國專利4314044，1982，RohmandHaasCo.,Hughe,K.A.,Kine,B.B.andSwift，G.):在90-100。C采用連續(xù)加料方法，在裝有金屬鹽和叔胺水溶液的反應器中，分別加入單體和H202水溶液，直至反應完成，此法的缺點是所含金屬離子易造成環(huán)境污染；(4)使用某些水溶性偶氮化合物作為引發(fā)劑(日本專利6438463，1989，花王株式會社，近藤昭裕，五十嵐正，津島力雄)將單體、亞硫酸(氫)鈉和偶氮化合物水溶液的PH值調至5.1后，于5(TC進行聚合，這一方法需要制備特定的偶氮化合物。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種丙烯酸系聚合物分散劑及其制備方法和應用，克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷。本發(fā)明所述的丙烯酸系聚合物分散劑的制備方法，包括如下步驟將80-100重量份的a，P-不飽和羧酸和0-20重量份的其它不飽和單體，在常壓、惰性氣氛中，加入引發(fā)劑和鏈轉移劑進行反應，反應溫度為25-10(TC，反應時間為4-5小時，然后用堿液調PH至4-6，獲得產品；所述a，P-不飽和羧酸選自(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸中的一種以上；所述的其它單烯鍵不飽和單體選自8-10個碳原子的芳香族乙烯基不飽和單體、2-18個碳原子的脂肪族乙烯基不飽和單體、含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含酰胺基的乙烯基不飽和單體或含磺酸基的乙烯基不飽和單體；所述芳香族乙烯基不飽和單體選自苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或羥基苯乙烯；所述脂肪族乙烯基不飽和單體選自乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、異戊烯或辛烯；所述含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體選自(甲基)丙烯酸羥乙酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯；所述含酰胺基的乙烯基不飽和單體選自(甲基)丙烯酰胺或N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；所述含磺酸基的乙烯基不飽和單體選自乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸或a-甲基苯乙烯磺酸。所述引發(fā)劑為任何常用的水溶性的自由基引發(fā)劑，其中包括過氧化氫、二叔丁基氫過氧化物、叔丁基過氧化物、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、叔戊基氫過氧化物、甲乙酮過氧化物、2，2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)或2，2'-偶氮雙(4-氰基戊酸)，典型用量以總單體重量計為約0.1-5%;所述鏈轉移劑為半胱氨酸和硫酸的水溶液，或者是N-乙?；腚装彼岷蜌溲趸c的水溶液，或者是谷肽氨酸和氫氧化鈉的水溶液；半胱氨酸和硫酸的水溶液中，半胱氨酸的重量濃度為10-15%,硫酸的重量濃度為5-10%;N-乙?；腚装彼岷蜌溲趸c的水溶液中，N-乙?；腚装彼岬闹亓繚舛葹?-15%，氫氧化鈉重量濃度為5-10%;谷肽氨酸和氫氧化鈉的水溶液中，谷肽氨酸的重量濃度為5-10%，氫氧化鈉重量濃度為5-10%;本發(fā)明的聚合物是水溶性的，水溶性受聚合物分子量和引入聚合物中的單體組分的相對用量及親水性影響。一般來說，聚合物的重均分子量最多為30000，優(yōu)選為2000-20000，最佳約為3000-10000。本發(fā)明的分散劑可用作無機分散劑、用作鍋爐水、造紙和油井用的水處理添加劑，以及用作助洗劑和洗滌劑用添加劑、分散劑和鰲和劑。本發(fā)明制備的分散劑，在研磨碳酸鈣特別是98級以上碳酸鈣，具有用量少、研磨效率高的，碳酸鈣漿料粘度低，且粘度穩(wěn)定性好，流動性好、返粘率低等特點。具體實施方式實施例1在一個裝有機械攪拌器、冷凝回流器、溫度計的1000毫升的四口燒瓶中，加入150克去離子水，加熱至90。C后，往該燒瓶中加入0.4克2，2'-偶氮雙(2-脒基丙垸)，在攪拌下同時線形滴加50g重量濃度為4。/。的2,2'-偶氮雙(2-脒基丙垸)引發(fā)劑水溶液、由11.2克半胱氨酸、5.4克硫酸和80克去離子水組成的鏈轉移劑水溶液和200克丙烯酸。滴加時間為3個小時，滴加完畢后，將系統(tǒng)在9(TC保持1個小時，最后將系統(tǒng)冷卻至室溫，測得聚合物的分子量為4100，用重量濃度為30X的堿液調PH至4.6，獲得產物。實施例2在一個裝有機械攪拌器、冷凝回流器、溫度計和逐漸加入單體和引發(fā)劑溶液入口的1000毫升的四口燒瓶中加入150克去離子水，將燒瓶內容物攪拌和加熱至9(TC后，往該燒瓶中加入0.2克2，2'-偶氮雙(2-脒基丙垸)，而后在同溫下，在各自滴加管道同時線形滴加55g重量濃度為4。/。的2，2'-偶氮雙(2-脒基丙垸)引發(fā)劑水溶液、由n克N-乙?；腚装彼?、7.0克氫氧化鈉和100克去離子水組成的鏈轉移劑水溶液和單體200克丙烯酸，滴加時間為2.5個小時。滴加完畢后，將系統(tǒng)在89-9rC保持1.5個小時，最后將系統(tǒng)冷卻至室溫，測得重均分子量Mw為3900，用重量濃度為50%的堿液調PH至4.8，獲得產物。實施例3在一個裝有機械攪拌器、冷凝回流器、溫度計和逐漸加入單體和引發(fā)劑溶液入口的1000毫升的四口燒瓶中加入120克去離子水，將燒瓶內容物攪拌和加熱至9CTC后，往該燒瓶中加入0.8克2，2'-偶氮雙(2-氰基戊酸)，而后在同溫下，在各自滴加管道同時線形滴加40§重量濃度為5%的2，2'-偶氮由雙(2-氰基戊酸)引發(fā)劑水溶液、由6.8克N-乙酰基半胱氨酸、6.5克氫氧化鈉和80克去離子水組成的鏈轉移劑水溶液和200克丙烯酸，滴加時間為4個小時。滴加完畢后，將系統(tǒng)在90'C保持0.5個小時，最后將系統(tǒng)冷卻至室溫，測得重均分子量Mw為5240，用重量濃度為35X的堿液調PH至5.0，獲得產物。實施例4在一個裝有機械攪拌器、冷凝回流器、溫度計和逐漸加入單體和引發(fā)劑溶液入口的1000毫升的四口燒瓶中加入120克去離子水，將燒瓶內容物攪拌和加熱至9(TC后，往該燒瓶中加入0.8克2，2'-偶氮雙(2-氰基戊酸)、0.5克50%氫氧化鈉和6克去離子水組成的水溶液，而后，在各自滴加管道同時線形滴加32g重量濃度為5%的2，2'-偶氮雙(2-氰基戊酸)引發(fā)劑水溶液、由6.8克谷肽氨酸、6.5克氫氧化鈉和80克去離子水組成的鏈轉移劑溶液和200克丙烯酸，滴加時間為3.5個小時。滴加完畢，將系統(tǒng)在91°C保持0.5個小時，最后將系統(tǒng)冷卻至室溫，測得重均分子量Mw為4820，用種量濃度40%堿液調pH至4.9，獲得產物。實施例5在一個裝有機械攪拌器、冷凝回流器、溫度計和逐漸加入單體和引發(fā)劑溶液入口的1000毫升的四口燒瓶中加入120克去離子水，將燒瓶內容物攪拌和加熱至9(TC后，往該燒瓶中加入0.6克2，2'-偶氮雙(2-氰基戊酸)和6克去離子水組成的水溶液，而后在各自滴加管道同時線形滴加40g重量濃度為4.5。/。的2，2'-偶氮雙(2-氰基戊酸)引發(fā)劑水溶液、由8.0克谷肽氨酸、8.0克氫氧化鈉和80克去離子水組成的鏈轉移劑溶液和200克丙烯酸，滴加時間為3個小時。滴加完畢后，將系統(tǒng)在89'C保持1個小時，最后將系統(tǒng)冷卻至室溫，測得重均分子量Mw為3800，用重量濃度為25%的堿液調pH至5.4，獲得產物。實施例6在100升的攪拌槽中加入30升水，開攪拌，加入碳酸鈣84kg，加入420克中性分散劑，攪拌均勻后，用泵送至兩臺串聯(lián)的研磨機中，研磨后用的漿料用JL-1155型粒徑儀進行分析測試，測得粒度82%的小于2pm，用泵送至另兩臺串聯(lián)的研磨機內，然后再加入240克中性分散劑，研磨3個小時，即獲得碳酸鈣漿料，漿料重量固含量為75%，粒度2.(Vm90%，粘度為400cps,加入0.168g實施例15的產物，研磨30分鐘后，所獲得的漿料的固含量為75%，粒度2.(Him98%，在前段中性分散劑添加量完全相同的條件下，本發(fā)明產品添加后應用指標如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注對比樣為專利US6777385產品。所述中性分散劑的化學名稱為聚馬來酸酐，采用常州市三明化工公司牌號為MS3215的產品；從以上數(shù)據(jù)可以看出所得漿料產品的粘度與進口產品相比粘度較低，且一小時后返粘率較好。權利要求1.丙烯酸系聚合物分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將80-100重量份的α，β-不飽和羧酸和0-20重量份的其它不飽和單體，在常壓、惰性氣氛中，加入引發(fā)劑和鏈轉移劑進行反應，反應溫度為25-100℃，反應時間為4-5小時，然后用堿液調pH至4-6，獲得產品；所述的其它單烯鍵不飽和單體選自8-10個碳原子的芳香族乙烯基不飽和單體、2-18個碳原子的脂肪族乙烯基不飽和單體、含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含酰胺基的乙烯基不飽和單體或含磺酸基的乙烯基不飽和單體；所述鏈轉移劑為半胱氨酸和硫酸的水溶液，或者是N-乙?；腚装彼岷蜌溲趸c的水溶液，或者是谷肽氨酸和氫氧化鈉的水溶液。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述a，p-不飽和羧酸選自(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸中的一種以上。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳香族乙烯基不飽和單體選自苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或羥基苯乙烯；所述脂肪族乙烯基不飽和單體選自乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、異戊烯或辛烯；所述含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體選自(甲基)丙烯酸羥乙酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯；所述含酰胺基的乙烯基不飽和單體選自(甲基)丙烯酰胺或N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；所述含磺酸基的乙烯基不飽和單體選自乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸或a-甲基苯乙烯磺酸。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為任何常用的水溶性的自由基引發(fā)劑，其中包括過氧化氫、二叔丁基氫過氧化物、叔丁基過氧化物、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、叔戊基氫過氧化物、甲乙酮過氧化物、2，2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)或2，2'-偶氮雙(4-氰基戊酸)，用量以總單體重量計為約0.1-5%。5.根據(jù)權利要求14任一項所述的方法，其特征在于，半胱氨酸和硫酸的水溶液中，半胱氨酸的重量濃度為10-15%，硫酸的重量濃度為5-10%。6.根據(jù)權利要求14任一項所述的方法，其特征在于，N-乙?；腚装彼岷蜌溲趸c的水溶液中，N-乙?；腚装彼岬闹亓繚舛葹?-15W，氫氧化鈉重量濃度為5-10%。7.根據(jù)權利要求14任一項所述的方法，其特征在于，谷肽氨酸和氫氧化鈉的水溶液中，谷肽氨酸的重量濃度為5-10%,氫氧化鈉重量濃度為5-10%。8.根據(jù)權利要求17任一項所述方法制備的丙烯酸系聚合物分散劑。9.權利要求8所述丙烯酸系聚合物分散劑的應用，其特征在于，用作無機分散劑、鍋爐水、造紙和油井用的水處理添加劑、助洗劑和洗滌劑用添加劑、分散劑或鰲和劑。全文摘要本發(fā)明提供了一種丙烯酸系聚合物分散劑的制備方法及應用，包括如下步驟將80-100重量份的α，β-不飽和羧酸和0-20重量份的其它不飽和單體，在常壓、惰性氣氛中，加入引發(fā)劑和鏈轉移劑進行反應，反應溫度為25-100℃，反應時間為4-5小時，然后用堿液調pH至4-6，獲得產品。本發(fā)明制備的分散劑，在研磨碳酸鈣特別是98級以上碳酸鈣，具有用量少、研磨效率高的，碳酸鈣漿料粘度低，且粘度穩(wěn)定性好，流動性好、返粘率低等特點。文檔編號C08F20/06GK101323651SQ20081004094公開日2008年12月17日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權日2008年7月24日發(fā)明者施曉旦,李改霞,王養(yǎng)臣,田久旺申請人:上海東升新材料有限公司