一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂及其制备方法，该颜料分散剂是以Ｂ↓［ｙ］型多羟基化合物为核分子，其中Ｂ代表羟基，其官能度ｙ≥２，以ＡＢ↓［ｘ］型多羟基酸为发散分子，其中Ａ代表羧基，Ｂ代表羟基，ｘ代表羟基的官能度且ｘ≥２，采用真空熔融缩聚的方法得到一种粘稠状末端带羟基的聚酯型超支化聚合物，再在真空条件下利用所得的超支化聚合物与脂肪酸进行熔融缩合反应，最后在常压下与酸酐进行酯化反应制得的。由于该产物分子中存在亲油的脂肪族碳链以及对颜料粒子表面具有强烈吸附作用的极性基团，所以是一种二亲型功能高分子，它在油漆与油墨体系中是一种性能优异的颜料分散剂，在涂料与油墨行业中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颜料分散剂及制备方法，特别涉及一种聚酯型超支化聚合 物颜料分散剂及其制备方法。
技术介绍
颜料主要是以聚集体、凝聚体或絮凝体等形态存在，颗粒粗且分布不 均匀，导致颜料的颜色亮度和鲜艳度较差。颜料作为着色剂，只有均匀、 稳定地分散在介质中，才能很好的发挥其着色作用。为解决上述问题，目 前普遍采用非离子、阴离子、阳离子表面活性剂和一些低分子或高分子物 质对颜料表面进行改性。通过在颜料表面上沉积或包覆单分子或多分子的 物质表面活性剂、改性剂等，可以改变颜料的表面极性。本专利技术为一种聚 酯型超支化聚合物颜料分散剂，这种超支化结构的聚合物呈高度支化的结 构，呈三维立体状，分子外围存在大量的端基官能团。高度支化的结构， 使超支化聚合物难以结晶，无链缠绕，因而溶解性大大提高，与相同相对 分子质量的线性聚合物分子相比，黏度较低，因此用超支化聚合物分散颜 料可获得含固量高、流动性好、稳定性高的分散体系。本专利技术属于化工领 域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过高分子的分子设计，用商品化的By(B代表羟基，y > 2 )型多羟基化合物与ABX ( A代表羧基，x > 2 )型多羟基酸进行缩 聚反应，合成末端为羟基的超支化聚酯型聚合物，然后该超支化聚酯与脂 肪酸发生酯化反应进行表面改性，最后再与酸酐进行酯化反应，合成一种 新型的具有二亲性的聚酯型超支化聚合物颜料分散剂。一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂的制备方法，按以下步骤进行第一步是将By型多羟基化合物和ABx型多羟基酸在真空条件下进行熔融缩聚反应，反应温度控制在14(TC至22(TC，真空度控制在5kPa至10Pa，反应时间在1小时至30小时，得到一种粘稠状至固体状、末端为羟基的聚酯型超支化聚合物，其中ABx单体与By单体的摩尔比为ABX : By-t"(x-l》1，其中y为By单体的官能团数，x为多羟基酸的羟基官能团数，n为l至5的自然数，它也代表超支化树脂的代数，By型多羟基化合物为核分子，B 代表羟基，且其羟基官能团数y》2, ABx型多羟基酸为发散分子，其中A 代表分子中含有一个羧基官能团，B代表分子中的羟基官能团且其羟基官 能团数x > 2;第二步是在第一步所得的末端带羟基的超支化聚酯型产物中 加入脂肪酸，脂肪酸的用量为原料ABx型多羟基酸摩尔数的1%-50%,并在 真空条件下进行熔融缩合反应，反应温度控制在140。C至22(TC，真空度控 制在5kPa至10Pa,反应时间在1小时至30小时；第三步是将第二步得到 的产物加入溶剂中溶解，再在8(TC至20(TC的温度和常压条件下与酸酐进 行酯化反应，反应时间在IO分钟至10小时，加入的酸酐量为原料ABx型多 羟基酸摩尔数的5%-40%,最后得到一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂。 该分散剂的分子中含有 一 定量的长链碳链的亲油基以及大量的能牢固地物 理吸附在颜料表面基团上的羟基和羧基，所以是一种两亲型聚合物。该聚合物是用于油漆与油墨中的一种性能优异的颜料分散剂。本专利技术中使用的By型多羟基的化合物为乙二醇、丙二醇、丁二醇、一 缩二乙二醇、三羟曱基丙烷、丙三醇或季戊四醇。本专利技术中使用的ABX型多羟基酸为二羟曱基丙酸、二羟曱基丁酸或多羟 基脂肪酸，或由等摩尔的苯酐、戊二酸酐或丁二酸酐与二异丙醇胺或二乙 醇胺反应形成的二羟基酸。本专利技术中所用的脂肪酸为己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、十六碳酸、十 八碳酸、豆油酸、亚麻油酸、松浆油酸、椰子油酸、脱水蓖麻油酸、棕榈 酸、油酸、亚油酸、桐油酸、花生酸、山)f俞酸或聚合酸。本专利技术所用的溶剂为各种有机纯溶剂或由这些溶剂中的二种与二种以 上溶剂的混合物。它包括芳烃溶剂苯、曱苯、二曱苯；酯类溶剂乙酸乙酯、 乙酸丁酯、乙酸曱氧基丙醇酯、苯曱酸甲酯、苯曱酸丁酯；酮类溶剂丁酮、 曱基正丁酮、曱基异丁酮、环己酮以及二曱基曱酰胺、二甲基亚砜、二氧 六环、四氢呋喃等极性溶剂的一种或二种以上混合溶剂。本专利技术所用的酸酐有丁二酸酐、戊二酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二曱 酸酐或偏苯三酸酐。本专利技术在第一步By型多羟基化合物和ABx型多羟基酸熔融缩聚反应中 加入催化剂，催化剂用量为反应物总重量的0%-5%。本专利技术所使用的催化 剂为各种高沸点的无机酸与有机酸，包括碌u酸、磷酸、鴒硅酸、磷钼酸、 对曱基苯磺酸或对硝基苯曱酸。 根据本专利技术制备的聚酯型超支化聚合物颜料分散剂，原料来源广泛， 原料价格便宜，合成方法简单，工艺简单，可控性好，生产成本低，应用 前景好。具体实施例方式下面的实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。实施例l:向带有搅拌器、温度计和冷凝器的四口烧瓶中加入O. l摩尔的三羟甲基丙烷、2. l摩尔的二羟曱基丁酸和反应物总质量iy。对硝基苯磺酸催化剂，加热，待物料熔化后开始搅拌并开启真空泵，控制反应温度为140 。C，真空度为1000Pa， 3小时后升温至180。C,真空度控制在60Pa， 5小时后 每隔l小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到黄色固体产物 即为第三代超支化聚酯；消真空并中止真空泵的运行，趁热向烧瓶中加入 0. 6摩尔的月桂酸，搅拌并抽真空，控制温度为18(TC，真空度为60Pa, 5 小时后每隔l小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到黄褐色 固体末端带烷基基团的第三代超支化聚酯；趁热加入190克的醋酸丁酯，调 节固含量为70y。，加入邻苯二曱酸酐0. 3摩尔，搅拌并控温110。C下继续反应， 2小时后每隔0. 5小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到的 产品是一种黄褐色透明液体即为聚酯型超支化聚合物颜料分散剂。实施例2:向带有搅拌器、温度计和冷凝器的四口烧瓶中加入O. l摩尔 的季戊四醇、1. 2摩尔的二羟甲基丙酸以及反应物总质量4. 5%的磷钼酸催化 剂，加热待物料熔化后开始搅拌并开启真空泵，控制温度在14(TC,真空度 在800Pa， 3小时后升温至20(TC,反应控制在20Pa下继续反应，5小时后每 隔l小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到浅黄色黏性液体 第二代超支化聚酯；消真空并中止真空泵的运行，趁热向烧瓶中加入O. 2 摩尔的硬脂酸，搅拌并抽真空，控制温度为200。C，真空度为20Pa， 5小时 后每隔l小时测定一次酸值，直到S复值稳定即为反应终点，得到的中间产品 为黄褐色固体末端带烷基基团的第二代超支化聚酯；趁热加入76克的二曱 苯，调节固含量为70%,加入丁二酸酐O. 3摩尔，搅拌并控制反应温度在IIO 。C下继续反应，2小时后每隔0. 5小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到产品为浅黄色透明液体即为聚酯型超支化聚合物颜料分散剂。 实施例3:向带有搅拌器、温度计和冷凝器的四口烧瓶中加入O. 93摩尔 的二异丙醇胺与O. 93摩尔的丁二酸酐，加热熔融后在熔融温度下继续反应l 小时，再向反应器中加入O. Ol摩尔的三羟曱基丙烷，加热并待物料全部熔 化后开始搅拌并开启真空泵，控制温度为14(TC,真空度为4kPa的条件下进 行缩聚反应，3小时后升温至19(TC，真空度为120Pa继续反应，并在5小时后每隔l小时测定一次酸值，直到酸值稳定即为反应终点，得到黄色固体为第五代超支化聚酯；消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂的制备方法，按以下步骤进行：第一步是将Ｂ↓［ｙ］型多羟基化合物和ＡＢ↓［ｘ］型多羟基酸在真空条件下进行熔融缩聚反应，反应温度控制在１４０℃至２２０℃，真空度控制在５ｋＰａ至１０Ｐａ，反应时间在１小时至３０小时，得到一种粘稠状至固体状末端为羟基的聚酯型超支化聚合物，其中ＡＢ↓［ｘ］单体与Ｂ↓［ｙ］单体间的摩尔比在ＡＢ↓［ｘ］∶Ｂ↓［ｙ］＝＊ｎ（ｘ－１）ｙ∶１，其中ｙ为Ｂ↓［ｙ］单体的官能团数，ｘ为多羟基酸的羟基官能团数，ｎ为１至５的自然数，它代表超支化树脂的代数，Ｂ↓［ｙ］型多羟基化合物为核分子，Ｂ代表羟基，且其羟基官能团数ｙ≥２，ＡＢ↓［ｘ］型多羟基酸为发散分子，其中Ａ代表分子中含有一个羧基官能团，Ｂ代表分子中的羟基官能团且其羟基官能团数ｘ≥２；第二步是在第一步所得的末端带羟基的超支化聚酯型产物中加入脂肪酸，脂肪酸的用量为原料ＡＢ↓［ｘ］型多羟基酸摩尔数的１％－５０％，并在真空条件下进行熔融缩合反应，反应温度控制在１４０℃至２２０℃，真空度控制在５ｋＰａ至１０Ｐａ，反应时间在１小时至３０小时；第三步是将第二步得到的产物加入溶剂中溶解，再在８０℃至２００℃的温度和常压条件下与酸酐进行酯化反应，反应时间在１０分钟至１０小时，加入的酸酐量为原料ＡＢ↓［ｘ］型多羟基酸摩尔数的５％－５０％，最后得到一种聚酯型超支化聚合物颜料分散剂。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴璧耀，黄俊，童小丽，柳青，后晓慧，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]