一种脲基分散剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种脲基分散剂及其制备方法与应用。所述脲基分散剂由以下两个重量份组分构成：脲基聚合物50～70份，稀释溶剂30～50份；所述脲基聚合物由以下各重量份组分通过化学反应制得：异氰酸酯缩二脲或三聚体37.3～52.8份，正癸胺11.8～26.4份以及蓖麻油酸25.0～44.8份；异氰酸酯缩二脲或三聚体选自异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯三聚体中的至少任一种；异氰酸酯缩二脲或三聚体的每个分子链段中含n个

【技术实现步骤摘要】
一种脲基分散剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及化工领域，特别是，涉及一种脲基分散剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]分散剂是指对各种有机颜料、无机颜料和填料有分散作用的助剂，用以防止固体颜填料粒子出现凝聚和沉降。分散剂中常含有一些特殊基团，如羧基(
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COOH)、脲基(R
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NH
‑
CO
‑
NH
‑
R
′
)等。羧基对无机颜料和填料，如二氧化钛、铁黑、铁红、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡等极性颜填料有较好的分散效果；脲基对有机颜料，如酞菁蓝、永固红等非极性颜料体系具有较好的分散效果。利用分散剂分子链段的位阻效应或双电层原理达到防止颜料团聚的效果。位阻效应是利用分散剂中特殊基团，如长链脂肪烃，吸附在颜料粒子表面，使颜料粒子滑动错开，从而达到防止颜料粒子团聚的空间位阻作用。双电层原理是利用分散剂本身带有负电荷或正电荷，当分散剂分子链段吸附在颜料粒子表面时，会使颜料粒子表面带有电荷，当两个带有同种电荷的颜料粒子靠近时，同种电荷会有静电排斥作用，从而达到防止颜料粒子团聚的作用。
[0003]现有专利中分散剂的制备方法通常有以下3类：(1)物理混拼的制备工艺：利用具有分散性能的物理升温、搅拌分散制备出分散助剂。如专利《一种高性能环保橡胶分散剂》CN201710842191.X利用植物基豆油油酸、十二烷基硫酸钠、高级醇、芥酸酰、微晶蜡，在升温至60
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120℃后最终制备出了一种用于橡胶的分散剂。这种工艺的优点是简单实用，对设备工艺要求较低，缺陷是由于分散剂的分子量较低，影响最终的分散效果。(2)溶液法自由基聚合的制备工艺：利用油酸类物质与其他丙烯酸单体在溶剂均相中聚合。如专利《一种油酸共聚物分散树脂及其制备方法和应用》CN202011568595.2中利用油酸、丙烯酸单体和引发剂在溶剂中升温自由基聚合，得到丙烯酸脂类分散剂。这种工艺的优点是制备出了分子量较大的聚合物分散剂，对颜料的包覆性较好，分散树脂对颜料的分散效果较佳。缺陷是油酸类物质与其他丙烯酸单体的自由基聚合过程中如何解决油酸双键活性较低、与其他丙烯酸单体竞聚率差异较大的问题。(3)油酸类物质酯化反应工艺：利用部分油酸类物质同时含有羟基和羧基基团，与其他含羟基的物质进行聚酯反应。如专利《聚酯分散剂》CN00813026.4中将蓖麻油酸与己内酯酯化反应，制备出了一种聚酯型分散剂。该工艺规避了油酸自由基聚合中双键活性较低、反应不充分的缺陷，但缺陷在于油酸类物质只有部分油酸在一个分子链段中同时含有羟基和羧基功能基团，如蓖麻油酸，且售价高于普通油酸，而其他大部分油酸仅含有羧基功能基团，如果仅利用羧基与其他非油酸类物质的羟基进行聚酯反应，那么会导致最终产物羧基含量的减少而降低分散功能，从而影响了油酸类物质聚酯合成工艺的推广与应用范围。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种脲基分散剂及其制备方法与应用。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种脲基分散剂，其特征在于，由以下两个重量份组分构成：脲基聚合物50～70份，稀释溶剂30～50份；所述脲基聚合物由以下各重量份组分通过化学反应制得：异氰酸酯缩二脲或三聚体37.3～52.8份，正癸胺11.8～26.4份以及蓖麻油酸25.0～44.8份；异氰酸酯缩二脲或三聚体选自异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯三聚体中的至少任一种；异氰酸酯缩二脲或三聚体的每个分子链段中含n个
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NCO基团，其中n为2或者3、或者选自2
‑
3之间的任意值。
[0007]在其中一实施例中，所述稀释溶剂为苯类、酯类、醚类、酮类溶剂中的至少任一种。
[0008]在其中一实施例中，稀释溶剂为30％～50％的苯类、酯类、醚类、酮类溶剂的至少任一种，目的是为了降低粘度以便于使用。
[0009]在其中一实施例中，所述异氰酸酯缩二脲或三聚体选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的缩二脲或三聚体中中的至少一种。
[0010]HDI三聚体的结构式如下：
[0011][0012]在其中一具体实施例中，异氰酸酯缩二脲或三聚体选自异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯三聚体中的至少任一种；异氰酸酯缩二脲或三聚体的每个分子链段中含n个
‑
NCO基团，其中n为2或者3、或者选自2
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3之间的任意值。在其中一具体实施例中，异氰酸酯缩二脲或三聚体可以采用异氰酸酯缩二脲或三聚体，也可以采用两官能度异氰酸酯和三官能度异氰酸酯的混合物，也即，如采用异氰酸酯缩二脲和异氰酸酯缩三聚体的混合物，使得实际官能度介于2～3之间，如n为2.3、2.4之类的，因此n也可以为2～3之间的任意值。
[0013]所述脲基分散剂的制备方法，包括如下步骤：
[0014]1)将蓖麻油酸升温至100℃～125℃后进行真空脱水处理；
[0015]2)将步骤1)中真空脱水处理后的产物降温至50℃～60℃，通氮气保护，一次性加入异氰酸酯缩二脲或三聚体后升温至70℃～90℃后保温2～3h；
[0016]3)将步骤2)中保温处理后的产物加入溶剂稀释，并降温至0℃～10℃，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h，即得。
[0017]在其中一实施例中，所述步骤1)、2)、3)顺序可替换为，先一次性加入异氰酸酯缩
二脲或三聚体和溶剂后降温至0℃～10℃，通氮气保护，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h；再加入经过预先真空脱水的蓖麻油酸升温至70℃～90℃后保温2～3h，即得。
[0018]在其中一实施例中，所述脲基聚合物分子链段中含有羧基、脲基、脂肪族长碳链三种基团，同时还含有羧酸根阴离子：
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COO―。
[0019]一种脲基分散剂的制备方法，包括如下步骤：
[0020]1)将蓖麻油酸升温至100℃～125℃后进行真空脱水处理；
[0021]2)将步骤1)中真空脱水处理后的产物降温至50℃～60℃，通氮气保护，一次性加入异氰酸酯缩二脲或三聚体后升温至70℃～90℃后保温2～3h，异氰酸酯缩二脲或三聚体选自异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯三聚体中的至少任一种；异氰酸酯缩二脲或三聚体的每个分子链段中含n个
‑
NCO基团，其中n为2或者3、或者选自2
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3之间的任意值；
[0022]3)将步骤2)中保温处理后的产物加入溶剂稀释，并降温至0℃～10℃，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h，即得。
[0023]在其中一实施例中，所述步骤1)、2)、3)顺序可替换为，先一次性加入异氰酸酯缩二脲或三聚体和溶剂后降温至0℃～10℃，通氮气保护，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脲基分散剂，其特征在于，由以下两个重量份组分构成：脲基聚合物50～70份，稀释溶剂30～50份；所述脲基聚合物由以下各重量份组分通过化学反应制得：异氰酸酯缩二脲或三聚体37.3～52.8份，正癸胺11.8～26.4份以及蓖麻油酸25.0～44.8份；异氰酸酯缩二脲或三聚体选自异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯三聚体中的至少任一种；异氰酸酯缩二脲或三聚体的每个分子链段中含n个
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NCO基团，其中n为2或者3、或者选自2
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3之间的任意值。2.如权利要求1所述的脲基分散剂，其特征在于，所述稀释溶剂为苯类、酯类、醚类、酮类溶剂中的至少任一种。3.如权利要求1或者2所述的脲基分散剂，其特征在于，所述异氰酸酯缩二脲或三聚体选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的缩二脲或三聚体中的至少一种。4.如权利要求1所述的脲基分散剂，其特征在于，所述脲基分散剂的制备方法，包括如下步骤：1)将蓖麻油酸升温至100℃～125℃后进行真空脱水处理；2)将步骤1)中真空脱水处理后的产物降温至50℃～60℃，通氮气保护，一次性加入异氰酸酯缩二脲或三聚体后升温至70℃～90℃后保温2～3h；3)将步骤2)中保温处理后的产物加入溶剂稀释，并降温至0℃～10℃，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h，即得。5.权利要求4所述的脲基分散剂，其特征在于，所述步骤1)、2)、3)顺序可替换为，先一次性加入异氰酸酯缩二脲或三聚体和溶剂后降温至0℃～10℃，通氮气保护，滴加入含正癸胺的溶液，滴加完毕后0℃～30℃保温1～3h；再加入经过预先真空脱水的蓖麻油酸升温至70℃～90℃后保温2～3h，即得。6.如权利要求1
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2、4或5所述脲基分散剂，其特征在于，所述脲基聚合物分子链段中含有羧基、脲基、脂肪族长碳链三种基团，同时还含有羧酸根阴离子：
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COO
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。7.一种脲基分散剂的制备方法，包括如下步骤：1)将蓖麻油酸升温至100℃～125℃后进行真空脱水处理；...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟小青，胡中，王木立，曹亚成，张汉青，张玉兴，顾斌，吴铭，马智俊，
申请(专利权)人：中海油常州环保涂料有限公司中国海洋石油集团有限公司，
类型：发明
国别省市：