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丙烯酸酯丙烯酰胺类嵌段聚合物及其合成方法与应用.pdf

  • 上传人:七月
  • 文档编号:8830547
  • 上传时间:2021-01-06
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510018765.2

    申请日:

    20150114

    公开号:

    CN104650306B

    公开日:

    20170623

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08F293/00,C08F220/18,C08F220/60,C09D11/326

    主分类号:

    C08F293/00,C08F220/18,C08F220/60,C09D11/326

    申请人:

    中科院广州化学有限公司

    发明人:

    廖兵,梁彩珍,王斌,方天勇,张伟

    地址:

    510000 广东省广州市天河区兴科路368号

    优先权:

    CN201510018765A

    专利代理机构:

    广州市华学知识产权代理有限公司

    代理人:

    张燕玲

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    内容摘要

    本发明属于高分子聚合物领域,公开了一种丙烯酸酯‑丙烯酰胺类嵌段聚合物及其合成方法与应用。所述丙烯酸酯‑丙烯酰胺类嵌段聚合物由甲基丙烯酸月桂酯和N‑(3‑二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺以RAFT聚合方法制备而成。其合成方法包括如下步骤:无氧条件下,单体甲基丙烯酸月桂酯(或N‑(3‑二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺)在引发剂和RAFT试剂的作用下,生成RAFT试剂大分子,再与单体N‑(3‑二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(或甲基丙烯酸月桂酯)作用,在引发剂的诱导下反应生成丙烯酸酯‑丙烯酰胺类嵌段聚合物。所述丙烯酸酯‑丙烯酰胺类嵌段聚合物对无机颗粒表面覆盖及包封效果好,分散体系稳定,可应用于陶瓷喷墨墨水的分散。

    权利要求书

    1.丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于:所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物作为高分子分散剂应用于陶瓷喷墨墨水制备技术领域;所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物由单体甲基丙烯酸月桂酯和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺聚合制备而成,具有如下结构:其中,m为10~50的整数,n为10~50的整数。 2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物通过如下方法制备得到:无氧条件下,单体甲基丙烯酸月桂酯在引发剂和RAFT试剂的作用下,生成RAFT试剂大分子,再与单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺作用,在引发剂的诱导下反应生成P(DMAPMA)-b-P(LMA)共聚物,即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。 3.根据权利要求2所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物通过如下方法制备得到:(a)将甲基丙烯酸月桂酯、RAFT试剂、引发剂M和溶剂A加入到反应器中,搅拌均匀得混合液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物LMAmacro-RAFT;(b)将中间产物LMAmacro-RAFT、单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、引发剂N和溶剂B加入到反应器中,搅拌均匀得混合反应液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。 4.根据权利要求3所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于:步骤(a)所述RAFT试剂为非对称三硫代碳酸酯;步骤(a)所述引发剂M为偶氮二异丁腈;步骤(a)所述溶剂A为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺;步骤(a)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为8~24h;步骤(a)所述混合液中甲基丙烯酸月桂酯、RAFT试剂及引发剂M的摩尔比为33:1:0.1~500:1:0.3,甲基丙烯酸月桂酯在步骤(a)所述混合液中的质量分数为10%;步骤(b)所述引发剂N为偶氮二异丁腈;步骤(b)所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺;步骤(b)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为12~24h;步骤(b)所述混合反应液中所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、中间产物LMAmacro-RAFT及引发剂N的摩尔比为50:1:0.1~200:1:0.3,N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(b)所述混合反应液中的质量分数为10%。 5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物通过如下方法制备得到:无氧条件下,单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在引发剂和RAFT试剂的作用下,生成RAFT试剂大分子,再与单体甲基丙烯酸月桂酯作用,在引发剂的诱导下反应生成P(LMA)-b-P(DMAPMA)共聚物,即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。 6.根据权利要求5所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物通过如下方法制备得到:(1)将N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、RAFT试剂、引发剂P和溶剂C加入到反应器中,搅拌均匀得混合液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMAmacro-RAFT;(2)将中间产物DMAPMAmacro-RAFT、单体甲基丙烯酸月桂酯、引发剂Q和溶剂D加入到反应器中,搅拌均匀得混合反应液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(LMA)-b-P(DMAPMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。 7.根据权利要求6所述的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨技术领域中的应用,其特征在于:步骤(1)所述RAFT试剂为非对称三硫代碳酸酯;步骤(1)所述引发剂P为偶氮二异丁腈;步骤(1)所述溶剂C为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺;步骤(1)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为8~24h;步骤(1)所述混合液中N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、RAFT试剂及引发剂P的摩尔比为50:1:0.1~200:1:0.3,N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(1)所述混合液中的质量分数为10%;步骤(2)所述引发剂Q为偶氮二异丁腈;步骤(2)所述溶剂D为N,N-二甲基甲酰胺;步骤(2)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为12~24h;步骤(2)所述混合反应液中甲基丙烯酸月桂酯、中间产物DMAPMAmacro-RAFT及引发剂Q的摩尔比为33:1:0.1~500:1:0.3,甲基丙烯酸月桂酯在步骤(2)所述混合反应液中的质量分数为10%。

    说明书

    技术领域

    本发明属于喷墨墨水制备技术及高分子聚合物领域,具体涉及一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物及其合成方法与应用。

    背景技术

    陶瓷喷墨打印技术是现在陶瓷表面装饰技术领域最顶尖的技术,是将陶瓷颜料粉体制成陶瓷墨水,通过喷墨打印机将其直接打印到承印物上,经高温处理成型。由于这种制备方法进行的表面装饰的几何形状是由计算机软件控制,可成型复杂形状制品,并且脱离了模具限制,因此可以大大的缩短其他印刷方式的刻板过程。由于其特殊性,实现喷墨打印的关键是陶瓷墨水的制备。

    陶瓷墨水通常由陶瓷颜料颗粒、溶剂、分散剂和其他助剂构成,陶瓷颜料颗粒是墨水的核心物质,为了保证颜料墨水的分散稳定性,减少堵塞喷嘴等操作故障,通常要求颜料颗粒的粒径小于1μm,分散剂可以保证陶瓷颜料粉体可以在溶剂中均匀稳定的分散,以此来确保制备好的陶瓷墨水在喷打之前不发生团聚。由此可见,分散剂对陶瓷墨水的分散稳定性起着决定性作用。

    分散剂对陶瓷色料的作用主要通过以下三种方式来实现:

    (1)静电稳定理论:增大陶瓷色料颗粒表面电位的绝对值,提高颗粒间的静电稳定作用;(2)空间稳定理论:通过高分子分散剂在陶瓷色料颗粒表面形成的吸附层之间的位阻效应,使颗粒之间产生很强位阻排斥力;(3)调控陶瓷色料颗粒表面极性,既增强分散介质对它的润湿性,又增强了表面溶剂化膜,提高了颗粒表面结构化程度,使结构化排斥力大大增强。

    分散剂可有效地阻止陶瓷墨水的聚沉,其合理选择和含量是关键。

    高分子分散剂是一类高效的聚合物分散剂,由于其优良的性能,在油墨与涂料领域中起到至关重要的作用。与传统分散剂相比,高分子分散剂能够加快颜料表面润湿,缩短研磨所需时间,降低油墨粘度,还可以增加油墨或涂料的着色强度,增大体系的固含量,最重要的是还可依靠其强大的立体空间作用,提高颜料在有机介质中的分散稳定性。嵌段高分子分散剂与无规共聚物分散剂相比,前者对颜料颗粒有更好的湿润分散作用;而嵌段梳型共聚物分散剂比单纯的嵌段共聚物分散剂有更好的吸附稳定性、分散稳定性。

    周松青等研究发现以聚乙烯醇为分散剂,分散剂的加入量为0.1%,壳聚糖为粘结剂,加入量为0.08%的时候,制备的黑色陶瓷墨水的稳定性和其他理化性质最优;Yoshikawa等合成的高分子分散剂PMAA-mPEO,研究显示,对BaTiO3悬浮体有很好的的分散稳定性。

    目前国外开发、研制高分子分散剂的公司主要有ICI,KvK,Dupont,BASF,BYK,Daniel,SunChemical等公司。国内对高分子分散剂的研究起步较晚,分散剂种类少,合成方法还不成熟,其开发的产品使用性能还无法完全满足使用要求,仍需大量进口国外产品。因此,开发和研制性能优良的高分子分散剂具有重要意义

    发明内容

    为了克服现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物;

    本发明的另一目的在于提供上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法;

    本发明的再一目的在于提供上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的应用。

    本发明的目的通过下述技术方案实现:

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,其由单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)聚合制备而成,具有如下结构:

    其中,m为10~50的整数倍,n为10~50的整数倍。

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物根据单体甲基丙烯酸月桂酯和单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺的进行RAFT聚合的顺序不同,包括有两种合成方法。

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第一种合成方法,包括如下步骤:无氧条件下,单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)在引发剂和RAFT试剂的作用下,生成RAFT试剂大分子,再与单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)作用,在引发剂的诱导下反应生成P(DMAPMA)-b-P(LMA)共聚物,即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物;

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第一种合成方法,具体包括如下步骤:

    (a)将甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、RAFT试剂、引发剂M和溶剂A加入到反应器中,搅拌均匀得混合液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物LMA macro-RAFT;

    (b)将中间产物LMA macro-RAFT、单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)、引发剂N和溶剂B加入到反应器中,搅拌均匀得混合反应液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    在上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第一种合成方法中,

    优选的,步骤(a)所述RAFT试剂为非对称三硫代碳酸酯,具体为S-乙基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯或S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯;

    优选的,步骤(a)所述引发剂M为偶氮二异丁腈(AIBN);

    优选的,步骤(a)所述溶剂A为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺(DMF);

    优选的,步骤(a)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为8~24h;

    优选的,步骤(a)所述混合液中甲基丙烯酸月桂酯、RAFT试剂及引发剂M的摩尔比为33:1:0.1~500:1:0.3,甲基丙烯酸月桂酯在步骤(a)所述混合液中的质量分数为10%;

    优选的,步骤(b)所述引发剂N为偶氮二异丁腈(AIBN);

    优选的,步骤(b)所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺(DMF);

    优选的,步骤(b)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为12~24h;

    优选的,步骤(a)和步骤(b)所述快速降温采用冰浴降温;

    优选的,步骤(b)所述混合反应液中所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、中间产物LMA macro-RAFT及引发剂N的摩尔比为50:1:0.1~200:1:0.3,N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(b)所述混合反应液中的质量分数为10%。

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第二种合成方法,包括如下步骤:无氧条件下,单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在引发剂和RAFT试剂的作用下,生成RAFT试剂大分子,再与单体甲基丙烯酸月桂酯作用,在引发剂的诱导下反应生成P(LMA)-b-P(DMAPMA)共聚物,即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物;

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第二种合成方法,具体包括如下步骤:

    (1)将N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)、RAFT试剂、引发剂P和溶剂C加入到反应器中,搅拌均匀得混合液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMA macro-RAFT;

    (2)将中间产物DMAPMA macro-RAFT、单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、引发剂Q和溶剂D加入到反应器中,搅拌均匀得混合反应液;在冰浴条件下,反应器通氮气,然后在油浴下升温至反应温度进行反应,达到反应时间后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(LMA)-b-P(DMAPMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    在上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的第二种合成方法中,

    优选的,步骤(1)所述RAFT试剂为非对称三硫代碳酸酯,具体为S-乙基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯或S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯;

    优选的,步骤(1)所述引发剂P为偶氮二异丁腈(AIBN);

    优选的,步骤(1)所述溶剂C为乙酸乙酯、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺(DMF);

    优选的,步骤(1)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为8~24h;

    优选的,步骤(1)所述混合液中N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、RAFT试剂及引发剂P的摩尔比为50:1:0.1~200:1:0.3,N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺在步骤(1)所述混合液中的质量分数为10%;

    优选的,步骤(2)所述引发剂Q为偶氮二异丁腈(AIBN);

    优选的,步骤(2)所述溶剂D为N,N-二甲基甲酰胺(DMF);

    优选的,步骤(2)所述反应温度为60~80℃,所述反应时间为12~24h;

    优选的,步骤(1)和步骤(2)所述快速降温采用冰浴降温;

    优选的,步骤(2)所述混合反应液中甲基丙烯酸月桂酯、中间产物DMAPMA macro-RAFT及引发剂Q的摩尔比为33:1:0.1~500:1:0.3,甲基丙烯酸月桂酯在步骤(2)所述混合反应液中的质量分数为10%。

    上述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物可应用于陶瓷喷墨墨水制备技术领域;具体可用于对陶瓷喷墨墨水中的陶瓷色料进行分散。

    本发明的原理:

    在溶剂-固体分散体系中,陶瓷颜料颗粒(金属氧化物)表面含有一定量的羟基,本发明所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物与陶瓷色料表面充分接触,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的锚固基团[-N(CH3)]与色料上的羟基相互作用形成氢键,形成一层致密而牢固的包覆层,该包覆层可使色料颗粒表面有机化;另一方面,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物月桂酯的烃链作为溶剂化链可在色料颗粒表面形成保护层,伸展在溶剂中。当色料颗粒相互靠近时,所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物起到空间位阻作用,颗粒由于空间位阻作用而相互排斥,增加了陶瓷颜料在溶剂中的分散稳定性,从而使陶瓷墨水能稳定存在。

    本发明所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物用作陶瓷墨水用高分子分散剂,由于其结构的优势,能更加有效的分散陶瓷颜料颗粒。

    本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:

    (1)本发明所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物用作陶瓷墨水用分散剂对陶瓷颜料表面覆盖及包封效果要更好、分散体系更稳定。

    (2)本发明所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,比均聚物或无规共聚物具有更好的分散无机颗粒。

    (3)本发明所述合成方法为RAFT聚合,能更好的控制聚合物的分子量及其分布,比传统自由基聚合的聚合物具有更优的结构;适应性强,可应用到多种无机颗粒的分散。

    (4)本发明所述合成方法反应条件温和,合成工艺简单。

    具体实施方式

    下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

    实施例1

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为32,n为41;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将25.44g甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.10mol)、0.364g RAFT试剂S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.016g引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)(1×10-4mol)和228.96g甲苯加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应15h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物LMA macro-RAFT;

    (2)将10.43g中间产物LMA macro-RAFT、17.02g单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.10mol)、0.016g引发剂AIBN(1×10-4mol)和153.18g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    实施例2

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为29,n为37;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将25.44g甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.10mol)、0.364g RAFT试剂S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.033g引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)(2×10-4mol)和228.96g乙酸乙酯加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至80℃进行反应,反应20h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物LMA macro-RAFT;

    (2)将9.41g中间产物LMA macro-RAFT、8.51g单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.05mol)、0.033g引发剂AIBN(2×10-4mol)和76.59g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至80℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    实施例3

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为24,n为32;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将25.44g甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.10mol)、0.364g RAFT试剂S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.049g引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)(3×10-4mol)和228.96g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物LMA macro-RAFT;

    (2)将8.14g中间产物LMA macro-RAFT、8.51g单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.05mol)、0.049g引发剂AIBN(3×10-4mol)和100g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    实施例4

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为30,n为45;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将17.03g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.10mol)、0.364g的S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.016g引发剂偶氮二异丁腈(1×10-4mol)和153.27g甲苯加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至70℃进行反应,反应15h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMA macro-RAFT;

    (2)将7.66g中间产物DMAPMA macro-RAFT、25.44g单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.10mol)、0.016g引发剂AIBN(1×10-4mol)和100g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至70℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(LMA)-b-P(DMAPMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    实施例5

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为28,n为30;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将8.51g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.05mol)、0.363g的S-十二烷基-S’-(2-甲基)丙酸三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.033g引发剂偶氮二异丁腈(2×10-4mol)和76.59g乙酸乙酯加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至80℃进行反应,反应20h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMA macro-RAFT;

    (2)将5.1l g中间产物DMAPMA macro-RAFT、25.44g单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.10mol)、0.033g引发剂AIBN(2×10-4mol)和228.96g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至80℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(LMA)-b-P(DMAPMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    实施例6

    一种丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,具有如下结构:

    其中,m为51,n为27;

    所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物的合成方法包括如下步骤:

    (1)将8.51g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)(0.05mol)、0.364g的S-十二烷基-S’-(2-甲基丙酸)三硫代碳酸酯(0.001mol)、0.049g引发剂偶氮二异丁腈(3×10-4mol)和76.59g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到中间产物DMAPMA macro-RAFT;

    (2)将4.61g中间产物DMAPMA macro-RAFT、31.80g单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)(0.125mol)、0.049g引发剂AIBN(3×10-4mol)和286.2g DMF加入到反应器中,搅拌混合;在冰浴条件下,反应器通氮气40min以除去空气,然后在油浴下升温至75℃进行反应,反应24h后快速降温并暴露于空气中,使反应停止,将反应所得产物进行纯化得到最终产物P(DMAPMA)-b-P(LMA),即为所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物。

    各实施例所得丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物在陶瓷喷墨墨水中的分散性能测试:

    将市售陶瓷颜料加入到容器中,然后加入有机溶剂与各实施例合成的丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物,混合均匀后采用数显黏度仪测试体系黏度,并用10mL磨口比色管测试体系的分散稳定性,测试所得结果如表1所示。

    表1丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物对陶瓷颜料颗粒粘度和分散稳定性的影响

    从表1可以看出,本发明所述丙烯酸酯-丙烯酰胺类嵌段聚合物对陶瓷颜料表面覆盖及包封效果好,分散体系稳定,用于陶瓷墨水中可延长陶瓷墨水的保存时间,同时有效的降低了陶瓷墨水的粘度,使其符合喷墨打印。

    上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

    关 键  词:
    丙烯酸酯 丙烯酰胺 类嵌段 聚合物 及其 合成 方法 应用
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