[发明专利]一种水溶性AB型嵌段聚合物、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种水溶性AB型嵌段聚合物。该聚合物结构清晰，分子量可控，分子量分布较窄，创新性地将不同类型的单体通过RAFT方法聚合在一起。使用本发明的AB型嵌段的聚合物应用于经过研磨的亚微米级陶瓷颜料的分散，在静置的条件下可使陶瓷色料颗粒维持较长时间的分散稳定。同时，本发明还公开一种所述水溶性AB型嵌段聚合物的制备方法及应用。

技术领域

本发明涉及一种嵌段聚合物、其制备方法及其应用，具体涉及一种水溶性AB型嵌段聚合物、其制备方法及其应用。

背景技术

可逆加成—断裂链转移聚合(RAFT聚合)是一种优良的活性控制聚合方法，该方法可以有效地合成目标分子量的聚合物，通过对反应条件的调节，精确得到目标分子量的聚合物，且同时保证分子量窄分布。与同样是活性聚合的原子转移自由基聚合方法相比，RAFT聚合时，体系不引入卤代烃；引发剂为光引发剂，无需过渡金属的卤化物作为催化剂；不引入杂质铜盐，避免后续处理；无需引入配体，后处理简单，反应条件较温和。因此，可逆加成—断裂链转移聚合的应用前景较好。

根据陶瓷墨水中色料使用何种分散介质作为溶剂，可分为有机溶剂基墨水和水性墨水。有机分散剂可应用于有机溶剂和水性陶瓷墨水。水作为陶瓷墨水的溶剂，具有环保的独特优势，同时，在生产过程中，水基陶瓷墨水的生产设备也便于清洁和洗涤。目前，全世界只有ICI、Dupont、DEGO、BYK等少数几家公司生产这种产品，其生产技术严格控制，产品以垄断价格出售。我国对水性聚合物分散剂的研究起步较晚，近年来，陆续开发了一些水性聚合物分散剂品种，但使用效果不理想，产品也未系列化。

陶瓷喷墨打印目前在陶瓷行业中发展迅速，对于陶瓷墨水的需求量越来越大。陶瓷墨水在制备过程中存在陶瓷色料研磨和分散效果欠佳的问题，导致墨水中的色料颗粒粒径不均匀和粒径分布较宽，颗粒悬浮稳定性不足，严重地影响着陶瓷墨水的应用。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种结构清晰、分子量可控、分子量分布较窄的水溶性AB型嵌段聚合物。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种水溶性AB型嵌段聚合物，所述水溶性AB型嵌段聚合物的结构式如式(1)所示：

其中，R₁为-CH₃、-H中的一种，R₂为A、B、C中一种；n和m表示各单元在聚合物中的重复单元数，且n、m均为100以内的正整数。

优选地，所述A段由(甲基)丙烯酸钠组成；所述B段由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种组成。

同时，本发明还提供一种所述的水溶性AB型嵌段聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)A段的合成：将单体A段、链转移剂、引发剂在惰性条件下于水溶液中合成A段聚合物；

(2)AB型嵌段聚合物的合成：将A段聚合物、引发剂和单体B段，惰性条件下于水溶液中合成AB型嵌段聚合物。

优选地，所述链转移剂为4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸，所述引发剂为偶氮二氰基戊酸。所选择的链转移剂和引发剂可以保证在中性水体中可以溶解，并且具有较高的引发活性。

优选地，所述步骤(1)中，所述链转移剂与引发剂的摩尔比为10：(1-2)；反应温度为50-80℃，反应时间为5-8h。上述限定可以更好的控制合成反应的进度，使得反应过程不至于太过激烈。

优选地，所述步骤(1)中，所述引发剂与A段单体的摩尔比为1:(200-500)，反应液中固含量为20-45wt.％，反应液的pH为5-8。上述限定可以更好的控制合成的嵌段高分子的分子量。