改性超支化聚（酯‑酰胺）及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提出一种改性超支化聚(酯‑酰胺)及其制备方法与应用，属于涂料分散剂领域。该改性超支化聚(酯‑酰胺)的制备方法包括：将醇胺和芳香族酸/酸酐加入到反应器中，添加二甲基甲酰胺溶解，并加入催化剂混合均匀，加热至80‑150℃，并在常压下反应0.5h‑4h，然后对反应体系进行抽真空，并在减压条件下继续反应1‑5h，得到第0代端羧基超支化聚(酯‑酰胺)；进行迭代反应，得到第N代的超支化聚(酯‑酰胺)；将第N代的超支化聚(酯‑酰胺)研磨成粉末，然后缓慢加入到氢氧化钠水溶液或氨水中，反应得到第N代的改性超支化聚(酯‑酰胺)。本发明专利技术所提供的改性超支化聚(酯‑酰胺)对涂料具有较强的分散作用，相容性广，并且能显著增加涂料对基材的附着力，提高涂料的涂覆效果。

The modified hyperbranched poly (ester amide) and preparation method and application thereof

The invention provides a modified hyperbranched poly (ester amide) and preparation method and application thereof, which belongs to the field of coating dispersant. The modified hyperbranched poly (ester amide) preparation method comprises the following steps: alcohol amine and aromatic acid / anhydride into reactor, adding two dissolved in dimethylformamide, adding catalyst are evenly mixed, heated to 80 DEG C and 150, 0.5h 4H reaction under atmospheric pressure, and then the reaction the vacuum system, and continue to 1 5h in reaction under vacuum conditions, zeroth generation of carboxyl terminated hyperbranched poly (ester amide); iterative reaction, get the N generation of Hyperbranched Poly (amide ester); the N generation of Hyperbranched Poly (amide ester) grinding into powder and then slowly added to the aqueous solution of sodium hydroxide or ammonia, reaction of the N generation of Modified Hyperbranched Poly (ester amide). The invention provides a modified hyperbranched poly (ester amide) has strong dispersion effect on coating, compatibility, and can significantly increase the adhesion of coating material, improve the effect of coating paint.

【技术实现步骤摘要】
改性超支化聚(酯-酰胺)及其制备方法与应用
本专利技术属于涂料分散剂领域，尤其涉及一种改性超支化聚(酯-酰胺)及其制备方法与应用。
技术介绍
随着社会的进步以及现代工业的发展，在众多的工业以及生活领域都离不开涂料涂装。例如建筑，玩具，家具家电，汽车工业，户外钢结构，桥梁等为了美观耐用、防护防腐都需要进行涂料涂装。但是传统的溶剂型各种涂料的大量应用加速了环境的破坏，大量的有毒溶剂挥发到大气中造成空气污染破坏臭氧层，加速了雾霾、光化学污染的发生，有些水溶性的溶剂还会污染水资源。目前，国内外都在加大各种水性涂料、粉末涂料以及光固化涂料等环保型涂料的研发推广力度。超支化聚合物是一种高度支化、有三维网状结构的聚合物，虽然超支化聚合物大多分散性高并且支化度低，结构不如传统的树枝状高分子完美，但是化学性质与树枝状聚合物非常相似。超支化聚合物具有拓扑学特性，如具有良好的溶解性，较低的熔体粘度，并且相对于线性聚合物表面官能团密度极高。基于上述特征使其在共混应用中具有很好的吸引力，能够在提高共混物的物理性质上具有很大的潜力，如加工性、结晶行为、机械性能等。在涂料制作工艺中，颜料在研磨剪切力下以微小的颗粒均匀分散于漆料中。颜料通常是以凝聚体、聚集体等形态存在，由于其表面极性低，很难被润湿或分散。高分子类分散剂用量大，分散效果不好，稳定性及抗稀释性差，不能广泛用于不同颜料，使用成本高，施工后耐候性及耐老化性不理想，亟待寻找能够替代它的更优的分散剂。超支化聚合物具有优良的特性，其在涂料中的应用有很大的潜力，尤其是超支化聚合物在水性涂料体系的成功应用研究较少。超支化聚(酯-酰胺)在涂料体系的应用具有其独到的性能,如何对现有超支化聚(酯-酰胺)进行改进，提高其对涂料的分散作用，增强涂料对基材的附着力，提高其与不同树脂的相容性，进而提高涂覆效果，是其能够在涂料领域中进一步应用所需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种改性超支化聚(酯-酰胺)及其制备方法与应用，所提供的改性超支化聚(酯-酰胺)对涂料具有较强的分散作用，相容性广，并且能显著增加涂料对基材的附着力，提高涂料的涂覆效果。为了达到上述目的，本专利技术的一方面提供了一种改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，包括以下步骤：将醇胺和芳香族酸/酸酐加入到反应器中，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，将反应体系加热至80-150℃，并在常压下反应0.5h-4h，然后对反应体系进行抽真空，并在减压条件下继续反应1-5h，得到第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)；在第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)中加入醇胺，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)；在第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)中加入芳香族酸/酸酐，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第1代端羧基超支化聚(酯-酰胺)；以此类推，得到第N代的超支化聚(酯-酰胺)，其中，N＝n×0.5,n为自然数；将第N代的超支化聚(酯-酰胺)研磨成粉末，然后缓慢加入到氢氧化钠水溶液或氨水中，反应得到第N代的改性超支化聚(酯-酰胺)。作为优选，在得到第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述醇胺和芳香族酸/酸酐的加入量的质量比为1:0.6-5.5，所述催化剂的加入量为醇胺、芳香族酸/酸酐以及二甲基甲酰胺总质量的0.1％-10％。作为优选，在得到第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)与醇胺加入量的质量比为1:0.4-3.0，所述催化剂的加入量为第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)、醇胺以及二甲基甲酰胺总质量的0.1％-10％。作为优选，在得到第1代端羧基超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)与芳香族酸/酸酐的加入量的质量比为1:0.6-2.8，所述催化剂的加入量为第0.5代端羧基超支化聚(酯-酰胺)、芳香族酸/酸酐以及二甲基甲酰胺总质量的0.1％-10％。作为优选，在得到第N代的改性超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述氢氧化钠水溶液与第N代的超支化聚(酯-酰胺)的质量比为1-4.7:1。作为优选，在得到第N代的改性超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述氨水与第N代的超支化聚(酯-酰胺)的质量比为1-2.7:1。可选的，所述醇胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、乙醇胺，N-甲基二乙醇胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，羟乙基乙二胺中的至少一种，优选为二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或者多种的混合物；所述芳香族酸/酸酐包括1,2-苯甲酸，偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、1,3-苯甲酸、1-4-苯甲酸、均苯三酸、偏苯三酸中的至少一种，优选为偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或者多种的混合物；所述催化剂包括对甲苯磺酸、磷酸、钛酸丁酯、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、氯化亚锡、硫酸中的至少一种，优选为对甲苯磺酸、硫酸中的一种或者多种的混合物。本专利技术的另一方面提供了一种如上述任一项技术方案所述的改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法制备得到的改性超支化聚(酯-酰胺)。本专利技术的再一方面提供了一种如上述技术方案所述的改性超支化聚(酯-酰胺)作为分散剂在涂料中的应用。作为优选，将所述改性超支化聚(酯-酰胺)添加到色粉或水性丙烯酸氨基烤漆中。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术所提供的改性超支化聚(酯-酰胺)含有羧基、羧酸钠、铵盐等极性基团，可以利用空间位阻、双电子层效应对颜料进行分散并稳定，充分吸附在颜料粒子表面，降低涂料体系的黏度以及保持颜料粒子小粒径，避免颜料出现絮凝、返粗等现象，能够使分散后的色浆保持长期稳定性，有效改善浮色发花等弊病。2、本专利技术所提供的改性超支化聚(酯-酰胺)由于含有上述多种极性基团，能与基材形成很强的氢键等结合，并能参与到涂膜的化学交联中，所以能显著增加涂膜对各种基材的附着力，提高涂覆效果。3、本专利技术所提供的改性超支化聚(酯-酰胺)应用范围广，具有通用性，与涂料主体树脂具有良好的相容性，可用于多种水性树脂体系涂料；其在涂料中的应用时添加量少，能够节约成本，工艺简单，可进行工业化生产，改性后的涂料性能得到显著性的提高，涂覆效果好。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的一方面提供了一种改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，包括以下步骤：S1：将醇胺和芳香族酸/酸酐加入到反应器中，添加二甲基甲酰胺(DMF)进行溶解，并加入催化剂混合均匀，将反应体系加热至80-150℃，并在常压下反应0.5h-4h，然后对反应体系进行抽真空，并在减压条件下继续反应1-5h，得到第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)。在本步骤中，为了有利于原料的充分反应，将反应温度和反应时间限定在上述范围内，但可以理解的是，本领域的技术人员还可根据实际反应情况在上述范围内进行调整，其中，温度还可以为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃等以及该范围内的任一其它点值，常压反应时间还可以为1、1.5、2、2.5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性超支化聚(酯‑酰胺)的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将醇胺和芳香族酸/酸酐加入到反应器中，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，将反应体系加热至80‑150℃，并在常压下反应0.5h‑4h，然后对反应体系进行抽真空，并在减压条件下继续反应1‑5h，得到第0代端羧基超支化聚(酯‑酰胺)；在第0代端羧基超支化聚(酯‑酰胺)中加入醇胺，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第0.5代端羟基超支化聚(酯‑酰胺)；在第0.5代端羟基超支化聚(酯‑酰胺)中加入芳香族酸/酸酐，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第1代端羧基超支化聚(酯‑酰胺)；以此类推，得到第N代的超支化聚(酯‑酰胺)，其中，N＝n×0.5,n为自然数；将第N代的超支化聚(酯‑酰胺)研磨成粉末，然后缓慢加入到氢氧化钠水溶液或氨水中，反应得到第N代的改性超支化聚(酯‑酰胺)。

【技术特征摘要】
1.一种改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将醇胺和芳香族酸/酸酐加入到反应器中，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，将反应体系加热至80-150℃，并在常压下反应0.5h-4h，然后对反应体系进行抽真空，并在减压条件下继续反应1-5h，得到第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)；在第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)中加入醇胺，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)；在第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)中加入芳香族酸/酸酐，添加二甲基甲酰胺进行溶解，并加入催化剂混合均匀，重复上述反应，得到第1代端羧基超支化聚(酯-酰胺)；以此类推，得到第N代的超支化聚(酯-酰胺)，其中，N＝n×0.5,n为自然数；将第N代的超支化聚(酯-酰胺)研磨成粉末，然后缓慢加入到氢氧化钠水溶液或氨水中，反应得到第N代的改性超支化聚(酯-酰胺)。2.根据权利要求1所述的改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，其特征在于，在得到第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述醇胺和芳香族酸/酸酐的加入量的质量比为1:0.6-5.5，所述催化剂的加入量为醇胺、芳香族酸/酸酐以及二甲基甲酰胺总质量的0.1％-10％。3.根据权利要求1所述的改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，其特征在于，在得到第0.5代端羟基超支化聚(酯-酰胺)的步骤中，所述第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)与醇胺加入量的质量比为1:0.4-3.0，所述催化剂的加入量为第0代端羧基超支化聚(酯-酰胺)、醇胺以及二甲基甲酰胺总质量的0.1％-10％。4.根据权利要求1所述的改性超支化聚(酯-酰胺)的制备方法，其特征在于，在得到第1代端羧基超支化聚(酯-酰胺)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武松，刘聪聪，王战涛，许士凯，
申请(专利权)人：威海晨源分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37