專利名稱：低分子量重鈣研磨分散劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種重鈣研磨分散劑及其制備方法。
背景技術：
重質碳酸鈣，簡稱重鈣，是由天然碳酸鹽礦物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。 由于重鈣的諸多優點，使得它被廣泛地應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、油墨、電纜、建筑用品、食品、醫藥、紡織、飼料、牙膏等日用化工行業，作填充劑起到增加產品的體積、提高產品的加工性能和應用性能以及降低生產成本等作用。濕法研磨是制備高級別重鈣的最主要方法之一。重鈣的濕法研磨生產中，分散劑起著舉足輕重的作用，它可以降低漿料粘度和穩定性，提高重鈣顆粒的細度。目前市面上的重鈣研磨分散劑大都是乙烯基羧酸均聚物或者乙烯基羧酸與其他單體的共聚物用氫氧化鈉部分中和后的鈉鹽。分散劑的分子量、分子量分布以及分散劑中的自由反離子對其研磨分散效果具有顯著影響。分子量處于2000 5000之間并且具有較窄分子量分布的分散劑被認為具有最好的分散效果。自由反離子對分散劑的應用效果具有很大的負面影響。目前聚合物型的重鈣研磨分散劑基本上都是在鏈轉移劑存在下采用傳統的引發劑引發單體進行溶液聚合制備得到。傳統的引發劑價格便宜，使用方便，但也有在制備分散劑表現出很多自身的缺點，例如有些引發劑會帶入大量自由反離子，有些引發劑具有較高毒性，有些引發劑不穩定，有些引發劑不溶于水，等等。另外，由于引發劑分解的需要，目前的分散劑制備都采用較高的溫度，需要消耗大量的熱量。目前國內分散劑存在研磨性能不穩定，研磨所得漿料反粘較嚴重的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種低分子量重鈣研磨分散劑及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。所述低分子量重鈣研磨分散劑的制備方法，包括如下步驟(1)在惰性氣氛如氮氣氣氛中，將單體滴入水、無機鏈轉移劑和光敏引發劑中，滴加時間為3 6小時，同時在紫外光照射下，進行光引發聚合，單體滴加完畢后，室溫繼續反應0. 5 2小時；(2)然后用NaOH溶液調節pH至4 6，并加水調節固含量至41 43%，得到目標分散劑；步驟(1) ⑷中，原料的重量份數如下單體26~46份
光敏引發劑0.01~0.1份
無機鏈轉移劑0.5~1份
水20~40份
重量濃度為20~50%的氫氧化鈉 10~100份。所述單體為乙烯基羧酸、乙烯基羧酸酷、乙烯基ニ羧酸、馬來酸酐、乙烯基磺酸鈉、 烯丙基磺酸鈉或甲基烯丙基磺酸鈉中的ー種或多種；所述光敏引發劑為ニ苯甲酮、ニ苯甲酮水溶性衍生物、熒光素或曙紅等。所述無機鏈轉移劑為亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉等。所述紫外光源為高壓汞燈，其波長為100 lOOOnm，其功率根據反應容器的大小調整。本發明結合了制備分散劑的傳統方法和光敏引發聚合的優點并避免了各自的缺 點。在紫外光照射下，使用光敏劑引發聚合，并在反應體系中加入無機鏈轉移劑，以緩慢滴 加的方式加入単體，既避免了體系中帶入大量自由反離子，又可得到分子量較低分子量分 布較窄的聚合物，另外還可使反應在較低溫度下進行并且操作更加簡単。相比用異丙醇作 為分子量調節劑，無機鏈轉移劑無需蒸餾，更加方便。本發明所制備的分散劑是ー種高效的 重鈣研磨分散劑，研磨所得重鈣漿料具有粘度低、粘度穩定性好、并且碳酸鈣粒子粒徑細等 優點。
具體實施例方式實施例1.低分子量聚丙烯酸鈉的制備將150g水、5g亞硫酸氫鈉和0. 36gニ苯甲酮置于反應釜底，在攪拌下抽真空，通高 純氮，反復3次，然后持續通氮驅氧30分鐘。開啟紫外光燈對反應釜進行照射，同時將180g 丙烯酸滴入反應釜中，進行光引發聚合，滴加時間為3小時，單體滴加完畢后繼續在通氮攪 拌下紫外光照射1小吋。反應溫度為室溫，然后用重量濃度為20%的NaOH溶液約125g調 節PH至4. 2 士 0. 5，并加水調節固含量至42 %，得到目標分散劑，經檢測重均分子量約4500。實施例2.低分子量聚(甲基丙烯酸-CO-甲基丙烯酸甲酯)鈉鹽的制備將140g水、3g亞硫酸氫鈉和0. 5g ニ苯甲酮置于反應釜底，在攪拌下抽真空，通高 純氮，反復3次，然后持續通氮驅氧30分鐘。開啟紫外光燈對反應釜進行照射，同時將172g 甲基丙烯酸和8g甲基丙烯酸甲酯滴入反應釜中，進行光引發聚合，滴加時間為4小時，單 體滴加完畢后繼續在通氮攪拌下紫外光照射1小吋，反應溫度為室溫。然后用重量濃度為 32 %的NaOH溶液約123g調節pH至5 士 0. 5，并加水調節固含量至42. 1 %，得到目標分散劑， 經檢測重均分子量約3100。實施例3.低分子量聚(丙烯酸-CO-丙烯酸辛酯)鈉鹽的制備將180g水、6g硫代硫酸鈉和0. 4g ニ苯甲酮置于反應釜底，在攪拌下抽真空，通高 純氮，反復3次，然后持續通氮驅氧30分鐘。開啟紫外光燈對反應釜進行照射，同時將175g丙烯酸和5g丙烯酸辛酯滴入反應釜中，進行光引發聚合，滴加時間為3小時，單體滴加完畢后繼續在通氮攪拌下紫外光照射1. 5小時，反應溫度為室溫。然后用重量濃度為32%的 NaOH溶液約IOlg調節pH至4. 5士0.5，并加水調節固含量至42.3%，得到目標分散劑，經檢測重均分子量約5100。實施例4.低分子量聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸-co-馬來酸酐)鈉鹽的制備將360g水、IOg亞硫酸氫鈉、20g馬來酸酐和0. 2g 二苯甲酮置于反應釜底，在攪拌下抽真空，通高純氮，反復3次，然后持續通氮驅氧30分鐘。開啟紫外光燈對反應釜進行照射，同時將300g丙烯酸和40g甲基丙烯酸滴入反應釜中，進行光引發聚合，滴加時間為6小時，單體滴加完畢后繼續在通氮攪拌下紫外光照射2小時，反應溫度為室溫。然后用重量濃度為50%的NaOH溶液約96g調節pH至4. 3 士0. 5，并加水調節固含量至42. 4%，得到目標分散劑，經檢測重均分子量約4200。實施例5.低分子量聚(丙烯酸-co-馬來酸酐-co-烯丙基磺酸鈉)鈉鹽的制備將^Og水、9g亞硫酸氫鈉、20g馬來酸酐和0. 4g 二苯甲酮置于反應釜底，在攪拌下抽真空，通高純氮，反復3次，然后持續通氮驅氧30分鐘。開啟紫外光燈對反應釜進行照射，同時將320g丙烯酸和30g烯丙基磺酸鈉滴入反應釜中，進行光引發聚合，滴加時間為6 小時，單體滴加完畢后繼續在通氮攪拌下紫外光照射2小時，反應溫度為室溫。然后用重量濃度為32 %的NaOH溶液約370g調節pH至6 士 0. 5，并加水調節固含量至42. 1 %，得到目標分散劑，經檢測重均分子量約3500。實施例6.實施例1 5分散劑以及對比樣(按美國專利20020019329A1公開的方法制備的分散劑，重均分子量5791，而分子量分布指數1. 41)對98級重鈣研磨中的應用實例(分散劑固含量均為42%)在15升研磨罐中加入2. 5公斤水，開啟攪拌，加入分散劑155克，攪拌均勻后加入 7. 5公斤重質碳酸鈣粉料，研磨2小時后出料，經粒徑儀測得粒徑小于2 μ m碳酸鈣顆粒重量含量達到98 %以上，得碳酸鈣漿料，重量固含量略大于75%，加水調到重量固含量為75% 后進行運動粘度、1小時后粘度和靜置粘度的測試。分散后1小時粘度數據如下
權利要求
1.低分子量重鈣研磨分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)在惰性氣氛中，將單體滴入水、無機鏈轉移劑和光敏引發劑中，滴加時間為3 6小時，同時在紫外光照射下，進行光引發聚合，單體滴加完畢后，繼續反應0. 5 2小時；(2)然后用NaOH溶液調節pH至4 6，并加水調節固含量至41 43%，得到目標分散劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟⑴ ⑷中，原料的重量份數如下 單體26~46份光敏引發劑0.01~0.1份無機鏈轉移劑0.5~1份水20~40份重量濃度為20~50%的氫氧化鈉 10~100份。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述單體為乙烯基羧酸、乙烯基羧酸酯、乙烯基二羧酸、馬來酸酐、乙烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉或甲基烯丙基磺酸鈉中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述光敏引發劑為二苯甲酮、二苯甲酮水溶性衍生物、熒光素或曙紅，所述無機鏈轉移劑為亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
5.根據權利要求1 4任一項所述方法制備的低分子量重鈣研磨分散劑。
全文摘要
本發明提供了一種低分子量重鈣研磨分散劑及其制備方法，制備方法，包括如下步驟(1)在惰性氣氛中，將單體滴入水、無機鏈轉移劑和光敏引發劑中，滴加時間為3～6小時，同時在紫外光照射下，進行光引發聚合，單體滴加完畢后，繼續反應0.5～2小時，(2)然后用NaOH溶液調節pH至4～6，并加水調節固含量至41～43％，得到目標分散劑。本發明所制備的分散劑是一種高效的重鈣研磨分散劑，研磨所得重鈣漿料具有粘度低、粘度穩定性好、并且碳酸鈣粒子粒徑細等優點。
文檔編號C08F120/06GK102363638SQ20111018305
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者施曉旦, 王養臣, 金霞朝 申請人:上海東升新材料有限公司