[发明专利]不饱和卤代烃共聚接枝阳离子侧链制备高抗泥型聚羧酸分散剂的方法

摘要

不饱和卤代烃共聚接枝阳离子侧链制备高抗泥型聚羧酸分散剂的方法属于分散剂领域。本发明采用不饱和羧酸单体、不饱和卤代烃单体、不饱和阳离子季铵盐单体、聚乙二醇类化合物等原料，通过先共聚主链再聚合阳离子侧链而后官能化最后醚化接枝的方法，合成性能优异的不饱和卤代烃共聚接枝阳离子侧链的高抗泥型聚羧酸分散剂材料，即以不饱和羧酸与不饱和卤代烃为反应物，通过自由基共聚得到羧酸‑卤代烃共聚物主链，用高价铈盐‑醇引发聚合不饱和阳离子季铵盐单体得到端羟基阳离子侧链，再将端羟基阳离子侧链、聚乙二醇类化合物改性得到官能化侧链，在羧酸‑卤代烃共聚物主链上醚化接枝官能化侧链制得。本发明实现了高减水保坍和高抵抗粘土等多重功效。

主权项

1.一种不饱和卤代烃共聚接枝阳离子侧链制备高抗泥型聚羧酸分散剂的方法，其特征在于，步骤如下：(1)不饱和羧酸与不饱和卤代烃共聚：向反应器中依次加入(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物、不饱和卤代烃、引发剂、有机溶剂，每次加料间隔搅拌时间5‑20分钟，反应器充氮气反复3‑5次除氧10‑30分钟后密封，升温至50‑120℃下进行聚合反应，反应1.5‑5小时后加入甲醇，反复洗涤沉淀3‑5次，将沉淀物在40‑80℃下真空干燥至恒重，即得羧酸‑卤代烃共聚物；(2)阳离子侧链聚合：将单体不饱和阳离子季铵盐和还原剂低级脂肪醇加入另一反应器中，再加入水配制成质量浓度为2‑10％的水溶液，反应器充氮气反复3‑5次除氧10‑30分钟后密封，加入氧化剂高价铈盐，搅拌10‑30分钟待其混合均匀，继续升温至10‑60℃下进行聚合反应，反应6‑16小时，即得端羟基阳离子侧链水溶液；(3)侧链官能化：将聚乙二醇类化合物、氢氧化钠依次加入步骤(2)所得产物端羟基阳离子侧链水溶液中，升温至50‑70℃，搅拌5‑20分钟，抽真空除去体系内水分，加入带水剂，继续升温至85‑110℃下进行反应，反应的同时将反应所得水分离出去，反应2‑6小时后通过抽真空脱去带水剂，得到官能化侧链；(4)醚化接枝：向反应器中依次加入步骤(1)所得产物羧酸‑卤代烃共聚物、步骤(3)所得产物官能化侧链、有机溶剂，升温至40‑60℃，搅拌20‑40分钟，继续升温至70‑100℃，反应4‑10小时后加入甲醇，反复洗涤沉淀3‑5次，将沉淀物在40‑80℃下真空干燥至恒重，最后加入水稀释得所需浓度的不饱和卤代烃共聚接枝阳离子侧链型高抗泥聚羧酸分散剂溶液；其中，步骤(1)中所述的不饱和羧酸为衣康酸、马来酸、富马酸中的一种或几种，不饱和羧酸能够加入或者不加入，当加入时用量与步骤(1)中加入的(甲基)丙烯酸的摩尔比为0.1‑5：1；步骤(1)中所述的不饱和卤代烃为烯丙基氯、烯丙基溴、甲基氯丙烯、4‑溴‑1‑丁烯、氯代异戊烯或乙烯基苄氯，用量与步骤(1)所述的(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物的摩尔比为0.15‑0.5：1；步骤(1)中所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰，用量与步骤(1)中加入的(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物和步骤(1)中加入的不饱和卤代烃的总摩尔数之比为0.01‑0.05：1；步骤(1)中所述的有机溶剂为二甲基亚砜、1,4‑二氧己环或二甲基甲酰胺，用量与步骤(1)中加入的(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物和步骤(1)中加入的不饱和卤代烃质量和之比为4‑10：1；步骤(1)中所述的甲醇用量与步骤(1)中加入的(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物和步骤(1)中加入的不饱和卤代烃质量和之比为5‑10：1；步骤(2)中所述的不饱和阳离子季铵盐为三甲基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、四烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵中的一种或几种，用量与步骤(2)中所述的高价铈盐的摩尔比为10‑1000：1；步骤(2)中所述的低级脂肪醇为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、2‑甲基‑1‑丁醇、3‑甲基‑1‑丁醇、2，2‑二甲基‑1‑丙醇或环己醇；步骤(2)中所述的高价铈盐为硝酸铈铵或硫酸铈铵，用量与步骤(2)中所述的低级脂肪醇的摩尔比为0.03‑1：1；步骤(3)中所述的聚乙二醇类化合物为聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇；步骤(3)中所述的氢氧化钠用量与步骤(2)中所述的低级脂肪醇和步骤(3)中所述的聚乙二醇类化合物总摩尔数之比为0.8‑1.5：1；步骤(3)中所述的带水剂为环己烷、苯或甲苯，用量为步骤(2)中所得产物端羟基阳离子侧链和步骤(3)中加入的聚乙二醇类化合物总质量的8‑30％；步骤(4)中所述的有机溶剂为二甲基亚砜、1,4‑二氧己环或二甲基甲酰胺，用量与步骤(1)中所得产物羧酸‑卤代烃共聚物和步骤(3)中所得产物官能化侧链质量和之比为1‑5：1；步骤(4)中所述的甲醇用量与步骤(1)中所得产物羧酸‑卤代烃共聚物和步骤(3)中所得产物官能化侧链质量和之比为5‑10：1。