[发明专利]一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法

说明书

本发明公开了一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法，在低温且不需要除氧的条件下制备出性能优异的胶乳。本发明制备反应性乳化剂对颜料进行分散，得到颜料分散液。通过RAFT聚合法调控在颜料颗粒表面生成的聚合物的结构与组成，获得一系列均匀包覆、稳定分散的聚合物/颜料杂化胶乳。本发明采用三种不同的催化体系在室温下进行聚合反应，所得的胶乳具有分散稳定性好，颜料包覆率高，包覆层序列明晰，结构可控等特点，适用于各种颜料的表面包覆改性。具有设备投资小，生产工艺简单，产品稳定等特点。

技术领域

本发明涉及精细化工中胶囊颜料涂料的领域，具体涉及一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法。

背景技术

有机颜料被广泛应用于油墨印刷，涂料，塑料和橡胶等工业领域，成为生产多种工业产品不可缺少的着色材料。但有机颜料不溶于水，在使用过程中易团聚，一般需要加入大量的乳化剂和分散剂。即使添加大量的乳化剂和分散剂，颜料离子也无法长时间保持不沉降且会影响颜料的成膜性能。将有机颜料粒子进行表面改性或胶囊化，是解决有机颜料粒子易团聚的一个有效途径，同时也能提高颜料的包覆率和分散稳定性。

Silva报道了采用无表面活性剂的可逆加成-断裂链转移(RAFT)介导的乳液聚合方法成功合成了稳定的复合乳液【Macromolecules,2019,52(13):4979-4988】。在蒙脱石周围形成聚合物壳，保存了蒙脱石的形状各异性，同时保持了胶体的稳定性，同时最大限度地减少自由聚合物粒子的形成。利用这种方式制备有序分散的纳米结构聚合物复合胶乳是一个新的发展趋势。

申请号202010960365.4的中国专利中公开了一种无硫无皂原位RAFT乳液共聚合成聚合物/颜料杂化乳胶的方法，选用反应性乳化剂对颜料进行分散，通过RAFT试剂在颜料微粒表面进行原位无硫RAFT聚合，调控包覆层聚合物的结构与组成，获得一系列均匀包覆、稳定分散的聚合物/有机颜料杂化乳胶。申请号202111365606.1的中国专利中公开了一种无皂化学交联型共聚物纳米粒子包覆有机颜料杂化胶乳。以水为介质，采用RAFT自由基聚合诱导自组装(PISA)合成两亲性端活性基粒径为10～250nm的化学交联型共聚物纳米粒子，并用其吸附分散有机颜料粒子。

但大多数制备聚合物复合胶乳的研究没有向成膜研究进展，主要是因为具有相对较高的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物的封装形态，当使用生成Tg低于反应温度的聚合物的共聚物混合物时，通常不能保持在将(亲水的)纳米颗粒包裹在(疏水的)聚合物壳层中，纳米颗粒倾向于排除自身，寻找聚合物/水界面，从而达到最小界面能的状态。因此，一些参数，特别是与动力学和/或热力学控制机制有关，必须优化。Dai等报道了氧化还原引发RAFT介导的甲基丙烯酸单体在相对较低温度下的乳液聚合【Macromolecules,2019,52(19):7468-7476】。酶催化介导的RAFT聚合以高效、温和和选择性的方式进行，可以实现在较低温度下进行聚合反应。Tan等提出了基于水相可见光诱导的RAFT介导的室温乳液聚合的光引发聚合诱导自组装(photo-PISA)，通过在聚合开始时添加无机纳米颗粒可以获得无机纳米颗粒负载的囊泡【ACS Macro Letters,2019,8(2):205-212】。所以本发明提供了一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法来达到在较低温度且耐氧条件下制备聚合物/颜料杂化胶乳的目的。

发明内容

本发明提供了一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法，用氧化还原剂、生物酶、光在室温下进行RAFT乳液聚合，在加入软单体后易于成膜。

为达到上诉目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温耐氧RAFT聚合制备聚合物/颜料杂化乳胶方法，包括以下步骤：

(1)在溶液中通过RAFT聚合制备阳离子型两亲性macro-RAFT试剂；

(2)将阳离子型两亲性macro-RAFT试剂在水体系中与颜料混合，调节pH至酸性，通过细胞粉碎进行分散，形成有机颜料分散液；