[发明专利]一种超分散剂的制备方法及其在二氧化钛母粒中的应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种超分散剂的制备方法及其在二氧化钛母粒中的应用。本发明超分散剂的制备方法为：将引发剂、溶剂化链、链转移剂、锚固段溶于乙二醇甲醚溶剂中，加热至65‑85℃搅拌反应，反应4‑6h后降温至45℃以下，过滤，洗涤，干燥后得到超分散剂。本发明的方法通过采用自由基溶液聚合法合成超分散剂，用其对无机纳米粒子表面改性，以提高无机纳米粒子在聚合物中的分散性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种超分散剂的制备方法及其在二氧化钛母粒中的应用。

背景技术

二氧化钛是一种常用的白色颜料，具有十分优异的遮光和增白效果，广泛应用于聚合物材料的改性。二氧化钛的粒径越小，对聚合物材料力学性能等的负面作用就越小，因此，常规化学合成的二氧化钛通常为纳米材料。由于二氧化钛为无机材料，而聚合物为有机材料，当两者熔融共混时，通常需要对二氧化钛进行表面改性，改善二氧化钛的表面亲油性，使其可以均匀的分散在聚合物基体中。

目前，常用的二氧化钛表面改性剂主要为十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、聚氧乙烯烷基醚等表面活性剂，以及钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂等偶联剂，然而这些常规的表面改性剂对二氧化钛的改性效果不是十分理想。现有研究表明，这些表面活性剂或偶联剂改性的二氧化钛在聚合物中仍存在很多团聚，使其难以在聚合物达到十分良好的分散，从而影响产品的光学性能和力学性能。因此，该领域急需一种性能更加优良的分散剂用于改性二氧化钛，实现二氧化钛在聚合物中的良好分散。

超分散剂是一类高效的聚合物型分散助剂，具有以下优点：(1)快速充分地润湿颗粒，缩短达到颗粒合格细度的研磨时间；(2)可大幅度提高研磨基料中固体颗粒含量，降低加工能耗；(3)分散均匀，稳定性好，从而使分散体系的最终使用性能显著提高；(4)超分散剂由于其特殊的分子结构，还可以改善加工流动性；(5)超分散剂附着力强，不易解析，耐热性好。基于以上优点，超分散剂以其独特的应用效能，在众多的分散剂中脱颖而出，成为引人注目的助剂产品。然而，超分散剂的结构需要根据无机纳米粒子结构和聚合物基体的特性来选择，目前的低聚皂类分散剂、接枝共聚物分散剂、聚酯类分散剂等超分散剂用于改性二氧化钛不是十分理想，需要设计并制备一种结构更优的超分散剂，用于改性二氧化钛纳米材料，并将其应用于聚合物基体中。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种超分散剂的制备方法及其在二氧化钛母粒中的应用，该方法通过采用自由基溶液聚合法合成超分散剂，用其对无机纳米粒子表面改性，以提高无机纳米粒子在聚合物中的分散性。

为达到本发明的目的，本发明超分散剂的制备方法为：将引发剂、溶剂化链、链转移剂、锚固段溶于乙二醇甲醚溶剂中，加热至65-85℃搅拌反应，反应4-6h后降温至45℃以下，过滤，洗涤，干燥后得到超分散剂。

上述超分散剂的结构如下所示：

上述超分散剂的合成反应流程图如下所示：

其中，m、n、k为选自20-90之间的整数。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述引发剂、溶剂化链、链转移剂、锚固段的摩尔比为0.01-0.10：0.4-3：0.001-0.05：0.3-2.0。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述引发剂、溶剂化链、链转移剂、锚固段的摩尔比为0.05-0.07：1.6-2：0.015-0.025：0.8-1.0。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或多种。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。