一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法及其应用，涉及乳化剂制备技术领域。制备方法包括：将超支化引发剂溶于定量的四氢呋喃中，并加入三乙胺形成溶液A；将酰溴化合物溶于定量四氢呋喃形成溶液B，并将溶液B滴加至溶液A后反应得到改性超支化引发剂；取改性超支化引发剂、亲水性单体、功能性染料单体加入反应容器中，再依次加入催化剂、配体、溶剂，将反应体系先抽真空，然后充入氮气或氩气，反应得到超支化彩色大分子乳化剂。本发明专利技术制备的超支化彩色大分子乳化剂乳化能力强、添加量低，粘度小，能有效提高乳液产品的稳定性，乳化剂在聚合物膜中的迁移速率明显低于小分子乳化剂及线型大分子乳化剂，可以大大改善聚合物膜的性能。

Preparation and application of a hyperbranched colour macromolecule emulsifier

The invention discloses a preparation method and application of hyperbranched color macromolecule emulsifier, which relates to the technical field of emulsifier preparation. The preparation methods include: dissolving hyperbranched initiator in quantitative tetrahydrofuran and adding triethylamine to form solution A; dissolving acyl bromide in quantitative tetrahydrofuran to form solution B, and adding solution B droplets to solution A to react to obtain modified hyperbranched initiator; adding modified hyperbranched initiator, hydrophilic monomer and functional dye monomer into reaction vessel, and then adding catalysis in turn. The superbranched colour macromolecule emulsifier was prepared by vacuuming the reaction system and then filling nitrogen or argon with the emulsifier, ligand and solvent. The hyperbranched color macromolecular emulsifier prepared by the invention has the advantages of strong emulsifying capacity, low addition amount and small viscosity, which can effectively improve the stability of the emulsion product, and the migration rate of the emulsifier in the polymer membrane is obviously lower than that of the small molecular emulsifier and the linear macromolecule emulsifier, which can greatly improve the performance of the polymer film.

【技术实现步骤摘要】
一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法及其应用
本专利技术属于乳化剂制备
，特别是涉及一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法以及一种超支化彩色大分子乳化剂在乳液聚合、水性聚氨酯乳化、涂料、纺织上的应用。
技术介绍
传统小分子乳化剂在乳液、涂料、纺织、印染、金属清洗、洗涤剂食品以及乳化农药等方面均有广泛应用。在乳液产品方面，传统乳化剂虽然品种、数量很多，但均存在很多缺点如含乳化剂相关产品稳定性差、影响成膜速度及成膜性能，造成环境污染。目前，为解决传统乳化剂的缺陷，已有很多关于大分子乳化剂相关的专利。如专利公开号为CN1896112A的专利公开一种无规共聚阳离子大分子乳化剂，可广泛应用于纺织物整理、纸张添加剂、胶粘剂、抗静电剂、以及污水处理等行业。专利公开号为CN106279711A的专利公开了一种环境友好型大分子乳化剂的制备方法。专利CN105131305公开了一种水性超支化聚合物乳化剂用于制备环氧树脂乳液，可应用于涂料行业。超支化聚合物通常是指高支化度的大分子，它每个支化点上的官能度数目可能不同，支化点之间的链段长度也不尽相同，但与线型高分子聚合物相比，超支化聚合物有较高的溶解度与较低的粘度，具有一些独特的性能。另一方面，乳化剂应用于涂料、纺织等体系时均是通过添加颜料或色浆来实现颜色的多样性。专利CN1142227C提供了一种无甲醛涂料印花遮盖白浆中是乳液、乳化剂、颜料共混制备得到。专利公布号为CN100369996C的专利一种彩色路面喷涂材料中，通过将浅色沥青、乳化剂、改性剂、增粘剂、水、颜料也按照一定共混工艺制备得到。除了上述应用方面，还有很多应用会涉及乳化剂、颜料或染料共混的体系，这些体系中都可能会出现颜料或染料与其他物质相容性差的问题，从而影响产品的稳定性，或膜的性能。小分子表面活性剂作为乳化剂应用在水性涂料行业具有很多缺陷，它们容易在树脂膜表面富集，增强膜的亲水性而破坏其阻隔性。对于线形或轻度支化聚合物乳化剂，分子量高有利于稳定乳液体系。此外，涂层成膜后，乳化剂向膜表面的富集少。但是对于高分子量的线型分子乳化剂粘度较高，会显著增加体系粘度，不利于体系的稳定及生产工艺的实施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，制备的超支化彩色大分子乳化剂乳化能力强、添加量低，粘度小，能有效提高乳液产品的稳定性，超支化彩色大分子乳化剂在聚合物膜中的迁移速率明显低于小分子乳化剂及线型大分子乳化剂，大大改善聚合物膜的性能。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，包括：步骤1、超支化引发剂的改性包括：S01、将干燥的超支化引发剂溶于定量的四氢呋喃中，待完全溶解后加入定量的三乙胺形成溶液A；S02、将酰溴化合物溶于定量四氢呋喃形成溶液B，并将溶液B通过恒压滴液设备在30分钟内滴加至冰浴冷却的溶液A中，滴加完成后在室温反应24小时；S03、反应结束后，抽滤除去生成的盐，滤液经旋转蒸发除去四氢呋喃，粗产物用去离子水冲洗，加入无水乙醚萃取，取油相，重复洗涤/萃取3次，所得有机相用无水MgSO4干燥3-5小时，除去MgSO4后，滤液用旋转蒸发除去乙醚，即得改性超支化引发剂；步骤2、超支化彩色大分子乳化剂的制备，具体包括：S11、取分子量≥3000的改性超支化引发剂、亲水性单体、功能性染料单体加入反应容器中，再依次加入催化剂、配体、溶剂，将反应体系先抽真空，然后充入氮气或氩气，在70-100℃条件下反应2～24h；S12、反应结束后，将反应混合物过中性氧化铝柱子，旋蒸除去溶剂，粗产物在冰正己烷中沉淀，除去未反应的单体，沉淀物在45℃真空干燥箱中干燥24h，即得到超支化彩色大分子乳化剂。进一步地，步骤1制备的溶液A中所述超支化引发剂和四氢呋喃的质量比为1:1-10；所述三乙胺与超支化引发剂中官能度比例为1:1-1.3；所述酰溴化合物与超支化引发剂中官能度比例为1:1-1.3；步骤1制备的溶液B中所述酰溴化合物和四氢呋喃的质量比为1:5-10。进一步地，所述酰溴化合物包括α-溴代丙酰溴或α-溴代乙酰溴或α-溴代丁酰溴；所述超支化引发剂选自超支化的端羟基聚酯H10、H20、H30、H40系列中的一种或多种。进一步地，以所述亲水性单体物质的量为100mol计，所述改性超支化引发剂的添加量为0.01-10mol；以所述亲水性单体质量份数100份计，所述溶剂添加量为30-200份，所述功能性染料单体的添加量为0.5-20份，所述配体添加量与改性超支化引发剂中官能度比例为1:0.9-1.1；所述催化剂的添加量与改性超支化引发剂中官能度比例为1:0.9-1.1。进一步地，当所述步骤2中改性超支化引发剂分子量＜3000时；所述步骤2中添加亲水性单体的同时还添加有疏水性单体；所述疏水性单体和亲水性单体的摩尔比为1:1-10；以所述疏水性单体和亲水性单体物质的量和为100mol计，所述改性超支化引发剂的添加量为0.01-10mol；以所述疏水性单体和亲水性单体质量和为100份计，所述溶剂添加量为30-200份，所述功能性染料单体的添加量为0.5-20份，所述配体添加量与改性超支化引发剂中官能度比例为1:0.9-1.1；所述催化剂的添加量与改性超支化引发剂中官能度比例为1:0.9-1.1。进一步地，所述催化剂选自金属卤素化合物CuCl、CuBr中的一种或两种；所述配体选自N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、2,2'-联吡啶(bpy)中的一种或两种；所述疏水性单体选自环氧丙烷、苯乙烯(St)、丁二烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)、甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)的中任意一种或任意多种；所述亲水性单体包括聚乙二醇类如聚乙二醇甲基丙烯酸酯(EGMA，Mn＝300,480,526)、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯肽胺类的中任意一种或任意多种；所述溶剂选自甲苯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃的任意一种或两种。进一步地，所述功能性染料单体是通过对染料分子进行改性得到含碳碳双键的染料单体，所述功能性染料单体选自以下结构式DYE1-DYE5中的任意一种或者几种组合，其结构式为：DYE1、DYE2、DYE3、DYE4、DYE5、本专利技术制备的超支化彩色大分子乳化剂在乳液聚合、水性聚氨酯乳化、涂料、纺织上的应用。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制备的超支化彩色大分子乳化剂乳化能力强、添加量低，粘度小，能有效提高乳液产品的稳定性，乳化剂在聚合物膜中的迁移速率明显低于小分子乳化剂及线型大分子乳化剂，可以大大改善聚合物膜的性能。2、本专利技术制备的超支化彩色大分子乳化剂采用原子转移自由基聚合反应，制备的超支化彩色大分子乳化剂分子量可控，分子量分布较窄，功能性染料接枝比例可调。3、本专利技术制备的超支化彩色大分子乳化剂可根据聚酯结构及亲疏水性来调整聚合时亲水性、疏水性单体的比例，同时疏水端的链段结构可以选用与使用体系中一样或类似的聚合物，使两亲物是锚接于胶粒上，同时，亲水链段伸向水相中，从而使乳胶粒稳定，大大提高了乳液耐电解质的能力。4、另一方面，超支化彩色大分子乳化剂中染料与超支化聚合物是通过化学键连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤1、超支化引发剂的改性包括：S01、将干燥的超支化引发剂溶于定量的四氢呋喃中，待完全溶解后加入定量的三乙胺形成溶液A；S02、将酰溴化合物溶于定量四氢呋喃形成溶液B，并将溶液B通过恒压滴液设备在30分钟内滴加至冰浴冷却的溶液A中，滴加完成后在室温反应24小时；S03、反应结束后，抽滤除去生成的盐，滤液经旋转蒸发除去四氢呋喃，粗产物用去离子水冲洗，加入无水乙醚萃取，取油相，重复洗涤/萃取3次，所得有机相用无水MgSO4干燥3‑5小时，除去MgSO4后，滤液用旋转蒸发除去乙醚，即得改性超支化引发剂；步骤2、超支化彩色大分子乳化剂的制备，具体包括：S11、取分子量≥3000的改性超支化引发剂、亲水性单体、功能性染料单体加入反应容器中，再依次加入催化剂、配体、溶剂，将反应体系先抽真空，然后充入氮气或氩气，在70‑100℃条件下反应2～24h；S12、反应结束后，将反应混合物过中性氧化铝柱子，旋蒸除去溶剂，粗产物在冰正己烷中沉淀，除去未反应的单体，沉淀物在45℃真空干燥箱中干燥24h，即得到超支化彩色大分子乳化剂。

【技术特征摘要】
1.一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤1、超支化引发剂的改性包括：S01、将干燥的超支化引发剂溶于定量的四氢呋喃中，待完全溶解后加入定量的三乙胺形成溶液A；S02、将酰溴化合物溶于定量四氢呋喃形成溶液B，并将溶液B通过恒压滴液设备在30分钟内滴加至冰浴冷却的溶液A中，滴加完成后在室温反应24小时；S03、反应结束后，抽滤除去生成的盐，滤液经旋转蒸发除去四氢呋喃，粗产物用去离子水冲洗，加入无水乙醚萃取，取油相，重复洗涤/萃取3次，所得有机相用无水MgSO4干燥3-5小时，除去MgSO4后，滤液用旋转蒸发除去乙醚，即得改性超支化引发剂；步骤2、超支化彩色大分子乳化剂的制备，具体包括：S11、取分子量≥3000的改性超支化引发剂、亲水性单体、功能性染料单体加入反应容器中，再依次加入催化剂、配体、溶剂，将反应体系先抽真空，然后充入氮气或氩气，在70-100℃条件下反应2～24h；S12、反应结束后，将反应混合物过中性氧化铝柱子，旋蒸除去溶剂，粗产物在冰正己烷中沉淀，除去未反应的单体，沉淀物在45℃真空干燥箱中干燥24h，即得到超支化彩色大分子乳化剂。2.根据权利要求1所述的一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤1制备的溶液A中所述超支化引发剂和四氢呋喃的质量比为1:1-10；所述三乙胺与超支化引发剂中官能度比例为1:1-1.3；所述酰溴化合物与超支化引发剂中官能度比例为1:1-1.3；步骤1制备的溶液B中所述酰溴化合物和四氢呋喃的质量比为1:5-10。3.根据权利要求1或2所述的一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，其特征在于，所述酰溴化合物包括α-溴代丙酰溴或α-溴代乙酰溴或α-溴代丁酰溴；所述超支化引发剂选自超支化的端羟基聚酯H10、H20、H30、H40系列中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种超支化彩色大分子乳化剂的制备方法，其特征在于，以所述亲水性单体物质的量为100mol计，所述改性超支化引发剂的添加量为0.01-10mol；以所述亲水性单体质量份数100份计，所述溶剂添加量为30-200份，所述功能性染料单体的添加量为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怡霞，储著强，李军配，陈军，项羽，杨文东，
申请(专利权)人：安徽清彩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34