一种活性聚合物分散剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种活性聚合物分散剂的制备方法，属于纺织印染和精细化工领域。
【背景技术】
[0002] 涂料染色和印花具有工艺简单、色谱齐全、耐光耐气候牢度好、拼色方便、污染小、 成本低以及适合于各种纤维织物等优点，深受印染行业的欢迎。然而，由于颜料颗粒大且分 布宽，使用前需要经过分散加工处理。分散剂能够加快颜料的润湿速度、提高颜料的分散效 率和体系的稳定性，是目前颜料超细化加工不可缺少的重要物质，常见的分散剂主要有小 分子分散剂和聚合物分散剂两大类。聚合物分散剂含有多锚固基团和长的溶剂化链，对颗 粒具有良好的分散稳定效果，是当前分散剂发展的主流。
[0003] 另外，由于颜料和纤维之间没有结合力，固色时需要加入大量的粘合剂和交联剂， 即利用粘合剂和交联剂在纤维表面形成膜，达到提升着色纤维牢度的目的。然而，少量粘合 剂对牢度提升不明显，较多的粘合剂又会影响织物的手感。开发具有固色和分散作用的多 功能助剂是减少固色中粘合剂用量，提升颜料与织物固色牢度的主要方法，也是分散剂未 来研究开发的主要方向。房宽峻等人开发了超支化分散剂，研究发现该分散剂对提升颜料 的固色牢度有一定的作用;Ciba公司也在相关文献中报道采用超支化聚合物分散剂提升喷 墨印花颜料墨水牢度的方法，但尚未见其相关产品;发明人之前开发了超支化聚苯乙烯-马 来酸酐共聚物，并利用酸酐与织物表面羟基结合，在一定程度上提升了颜料墨水在织物表 面的固色性能。但由于酸酐与织物反应活性低，导致涂料染色织物牢度差的缺陷仍然没有 彻底解决，依然是制约涂料在纺织领域推广和应用的主要技术瓶颈。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明设计开发了一种具有分散和固色双重功能的活性聚合 物分散剂，一方面该分散剂能在颜料表面形成一定厚度的吸附层，对颜料具有分散作用；另 一方面，该分散剂中含有能与纤维素反应的活性基团，涂料染色时，分散剂中反应性基团能 与织物上的羟基或氨基反应，从而将颜料颗粒牢固的固着在织物表面，提高涂料印花织物 的色牢度，减少颜料印花过程中粘合剂和交联剂的用量，改善着色织物的手感。
[0005] 本发明的第一个目的是提供一种活性聚合物分散剂的制备方法，所述方法是：（1) 将苯乙烯、马来酸酐、引发剂及链转移剂溶解到溶剂A中，搅拌反应，反应结束后去除溶剂、 洗涤、干燥，得到苯乙烯马来酸酐共聚物；（2)将得到的苯乙烯马来酸酐共聚物和催化剂溶 解到溶剂B中，然后滴加含活性基团的物质，反应结束后去除溶剂得到固体粉末，即为活性 聚合物分散剂。
[0006] 所述活性聚合物分散剂的结构式如式1所示：
[0007]
[0008]其中，R可以为羟甲基，含环氧基，均三嗪活性基，β-羟乙烯砜硫酸酯活性基，二氯 喹恶林活性基，丙烯酰胺活性基、酰卤等基团中的任意一种。
[0009] 在本发明的一种实施方式中，所述活性聚合物分散剂的分子量为3000~10000g/ mol〇
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述含活性基团的物质的活性基团可以为含羟甲 基，环氧基，均三嗪活性基，β-羟乙烯砜硫酸酯活性基，二氯喹恶林活性基，丙烯酰胺活性 基、酰卤等基团中的任意一种。
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述含活性基团的物质可以是4-硫酸乙酯砜基苯 胺，间-硫酸乙酯砜基苯胺、邻-硫酸乙酯砜基苯胺、2,4_二氯-6-羟基均三嗪、三羟基苯甲基 氨基均三嗪、2，4，6-三氨基均三嗪、2-氨基喹噁啉、Ν-2-喹噁啉基-4-氨基苯磺酰胺、6，7-二 氯-3-羟基喹噁啉-2-羧酸乙酯、Ν-羟甲基丙烯酰胺、Ν，Ν-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、3-(2， 3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、对氨基苯甲酰氯、间氨基苯甲酰氯。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中苯乙烯和马来酸酐的摩尔比为1:0.8 ~2:1。优选为1:0.8~1:1.2。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)的引发剂可以为偶氮二异丁腈、偶氮二 异庚腈、偶氮二异丁酸二酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酞叔丁酯、过氧化甲乙酮中的任意 一种。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)中引发剂添加质量占总单体(苯乙烯和 马来酸酐)质量的0.1 %~10%。优选为0.1 %~2%。
[0015] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)的链转移剂可以为十二烷基硫醇、壬烷 基硫醇等脂肪族硫醇、苄基硫醇、二异丙基磺酸酯、巯基乙醇等中的任意一种。
[0016]在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)的溶剂Α可以为甲苯、苯、有机酸酯类等 非均相聚合溶剂，也可以是丁酮、丙酮、环己酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙 酰胺、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜等均相聚合溶剂中的任意一种。
[0017] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)的搅拌反应是在65~90°C中保温反应2 ~24h。优选为4~8h。
[0018] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤（1)和步骤(2)的去除溶剂，是分别采用减 压抽滤、减压蒸馏。
[0019]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)的洗涤是采用乙醇洗涤。
[0020] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的催化剂可以为对甲苯磺酸、无水乙 酸钠、氯化锌、三甲胺、三乙胺、苯胺、N，N_二甲基苯胺、乙二胺、4_(二甲基氨基)啦啶中的任 意一种或者几种混合使用。
[0021] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的催化剂添加质量占苯乙烯马来酸 酐共聚物和含活性基团物质的总质量分数的〇. 1%~10%。优选为1~5%。
[0022] 在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中活性基团和苯乙烯马来酸酐共聚物 中的酸酐的摩尔比为1:10~1:1。优选为1:4~1:1。
[0023]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)是先升温至65~90°C，然后滴加含活性 基团的物质，继续保温反应2~24h。优选为4~8h。
[0024]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的溶剂B为可以与水互溶的物质，可 以为乙醇、丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)中的任意一种。
[0025]在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)的固体粉末进行水洗、干燥。
[0026]本发明的第二个目的是提供所述方法得到的活性聚合物分散剂在染色方面的应 用。
[0027]所述应用是利用活性聚合物分散剂制备颜料色浆。
[0028]在本发明的一种实施方式中，所述制备颜料色浆，具体是：将对颜料质量分数为 5%~30%的活性聚合物分散剂、对颜料质量分数为0.5%_10%的润湿剂溶解到水中，调节 体系的pH为6-9，加入对体系质量分数为5%~40%的颜料，加去离子水补满100%，搅拌0.5 ~2h后置于砂磨机中研磨一定时间，即可得超细颜料色浆。
[0029]在本发明的一种实施方式中，所述颜料是无机颜料，如炭黑、锌白、钦白、铬黄、铁 蓝、福红、福黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等中的一种;也可以是有机颜料，如酞菁 类颜料、偶氮类颜料、蒽醌类颜料、色淀类颜料、喹丫啶酮类颜料、双噁嗪类颜料及苯并咪唑 酮类颜料等中的一种。
[0030] 在本发明的一种实施方式中，所述润湿剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、 油酸钾、烷基苯磺酸酸钠、松香酸钠等阴离子表面活性剂，0P-7、0P-10、0P-15等聚氧乙烯烷 基酚缩合物，平平加0-10、平平加0-20、平平加0-25或平平加A-20等聚氧乙烯脂肪醇缩合 物，吐温-40、吐温-60、吐温-80等聚氧乙稀多元醇醚脂肪酸酯，及SG-10、SE-10、0E-1等脂肪 酸聚氧乙烯酯类中的一种或几种复配。
[0031]在本发明的一种实施方式中，所述pH调节剂是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸 钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、乙胺、三乙胺、乙醇胺等中的一种。
[0032]本发明的第三个目的是提供所述超细颜料色浆的应用，是作为着色剂对棉织物进 行乳染染色。
[0033] 在本发明的一种实施方式中，所述乳染是根据染色织物的深度配置涂料染液，采 用两浸两乳的方式，带液率60%~100%，然后乳10~80g/L黏合剂，在60~80°C预烘，130~ 190°C焙烘0.5 ~6min。
[0034] 本发明具有如下有益效果：
[0035] (1)本发明的活性聚合物分散剂一方面对颜料具有很好的分散作用；另一方面该 分散剂分子中活性基团能与织物上的羟基或氨基反应，形成共价键结合，提高涂料印花织 物的色牢度，减少颜料印花过程中粘合剂和交联剂的用量，达到改善着色织物手感的目的。 本发明采用的聚合方法操作过程简便，产物组成和结构可控；
[0036] (2)本发明设计合成的反应型超分散剂能在颜料表面形成一定厚度的吸附层，对 颜料具有很好的分散作用，适用于分散多种无机或有机颜料;且在涂料染色时，其上的反应 性基团能与织物上的羟基或氨基共价结合，大大提高涂料印花织物的色牢度，减少颜料印 花过程中交联剂的用量，改善印花织物的手感。本发明制备过程简单，应用性能优良。
【附图说明】
[0037] (β_轻乙烯砜硫酸酯作活性基团的活性聚合物分散剂SMA-D为例说明）
[0038] 图1为SMA-D的红外谱图；
[0039]图2为SMA-