一种水性涂料用两亲性高分子分散剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性涂料用高分子分散剂，特别适合酞菁蓝颜料的分散。该分散剂由疏水、亲水两部分构成，通过空间位阻和静电排斥的协同作用防止颜料絮凝，其中疏水部分的氨基、苯环可以锚固在颜料表面，亲水部分中的聚醚、羧基则在水中充分伸展，因此具有优异的颜料润湿分散性、分散能力强，特别适合无树脂酞菁蓝色浆的制备。并且该分散剂是四种单体通过自由基聚合制备而成，无需氮气保护，工艺简单，成本低，易工业化生产。易工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种水性涂料用两亲性高分子分散剂的制备方法


[0001]本专利技术属于水性涂料用分散剂
更具体地，涉及一种两亲性高分子水性分散剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]颜料的分散是涂料生产过程中相当重要的一环，随着人们审美水平的不断提高，对涂料的展色性、色强度、透明度提出了很高的要求，这均取决于颜料颗粒在体系中的分散程度，因此，根据实际需要研发和选择合适的润湿分散剂显得至关重要。
[0003]要起到良好的分散作用，分散剂首先必须能与颜料表面之间形成较强的吸附作用，根据颜料表面性质在分散剂分子中引入一定数量的锚固基团；而为了防止粉体粒子的聚集，则需在分散剂分子中引入合适长度的溶剂化链或离子基团，颜料粒子在空间位阻、静电效应的作用下被弹开而稳定存在。
[0004]酞菁蓝作为有机颜料，其结构相对复杂且表面缺少锚固点，因此相对于无机颜料更难分散。当前分散剂主要采取自由基聚合方法制备，工艺简单，但是由于锚固基团分散分布容易发生“架桥”导致颜料絮凝，同时颜料稳定机制单一，制备出的色浆稳定性也不尽人意。本专利技术针对上述问题设计了一种分散酞菁蓝的高分子分散剂。根据相关文献报道，苯乙烯可以和酞菁蓝通过π
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π吸附紧紧结合在一起，而氨基则可以和颜料络合，所以选择苯乙烯和胺类丙烯酸酯作为锚固基团，提供多点锚固；聚醚的α,β
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不饱和酸酯在水中充分伸展，从而在粉体粒子表面形成一定厚度的保护层，起到有效的立体阻碍作用，防止粒子发生团聚，为了使粒子更加稳定，继续引入羧基单体从而在粉体粒子周围形成双电层，所以该高分子分散剂同时兼具两种稳定机制。另外为了使其结构相对规则避免“架桥”现象，本专利技术采用“两步法”合成，即先将锚固基团投入反应器聚合完毕后再加入亲水基团聚合的方法。本专利技术的高分子分散剂因结构规则且同时兼具两种稳定机制，可以高效的分散酞菁蓝颜料，制备出性能良好的色浆。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种能够有效分散酞菁蓝的水性分散剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的又一目的是提供该分散剂在酞菁蓝色浆制备中的应用。
[0007]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：所述高分子分散剂制备步骤如下，(1)在装有搅拌装置、冷凝管、温度计的500mL圆底烧瓶中加入一定量的四氢呋喃、苯乙烯、胺类丙烯酸酯，并加入一定量的引发剂、链转移剂，在70～80℃下保温反应2～4h；(2)之后补加引发剂，并滴加一定量的羧基单体、聚醚的α,β
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不饱和酸酯、链转移剂混合溶液，在20～30min滴完，之后继续保温2～4h；(3)将溶液冷却得到无色透明粘稠的液体，加入适量二甲基乙醇胺调节pH为7～8，并除去溶剂得到固含量为30～60％的高分子分散剂。
[0008]作为一种优选的方案，所述胺类丙烯酸酯为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的至少一种。
[0009]作为一种优选的方案，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵中的一种，用量为单体总量的0.1～0.5％；所述链转移剂为异丙醇、次亚磷酸钠、十二烷基硫醇中的一种，用量为单体总量的0.6～2％。
[0010]作为一种优选的方案，所述羧基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种。
[0011]作为一种优选的方案，所述聚醚的α,β
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不饱和酸酯由实验室采用羧基单体和聚乙二醇单甲醚直接酯化合成，聚乙二醇单甲醚平均分子量为300～2500，更优选聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯。
[0012]作为一种优选的方案，所述高分子分散剂亲水、疏水部分比例为1:0.5～1:2；其中亲水部分羧基单体：聚醚的α,β～不饱和酸酯＝0.5:1～1:1，疏水部分苯乙烯：胺类丙烯酸酯＝0.5:1～1:1。
[0013]本专利技术上述的高分子分散剂在酞菁蓝色浆制备中展现出优良的分散效果，所以该分散剂在酞菁蓝色浆的制备应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0014]有益效果：
[0015]本专利技术分散剂同时兼具亲水、亲油两部分，通过调整两部分比例使得酞菁蓝能够被稳定分散到水中，并且由于聚醚链、离子基团的引入同时赋予了分散剂空间位阻、静电效应两种稳定机制，有效防止了颜料团聚，大大加强了分散效果。
[0016]另外该分散剂采用两步自由基聚合，即先将锚固基团投入反应器聚合完毕后再加入亲水基团聚合，使分散剂结构更规则，有效避免了“架桥”现象，且无需氮气保护，降低了成本，适合工业化生产。
具体实施方式
[0017]下面结合实施例对本专利技术的一种水性涂料用两亲性高分子分散剂做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。
[0018]实施例1
[0019]在装有搅拌装置、冷凝管、温度计的500mL圆底烧瓶中加入40mL的四氢呋喃作溶剂，并加入0.1mol苯乙烯、0.08mol甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，加入0.5％的偶氮二异丁腈，5％的异丙醇，在70℃下保温反应2h；
[0020]之后补加0.5％的偶氮二异丁腈，并滴加0.1mol丙烯酸、0.1mol聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、5％的异丙醇混合溶液，在20～30min内滴完，之后继续保温2h；
[0021]将溶液冷却得到无色透明粘稠的液体，加入适量二甲基乙醇胺调节pH为7～8，并除去溶剂即得到该高分子分散剂。
[0022]实施例2
[0023]在装有搅拌装置、冷凝管、温度计的500mL圆底烧瓶中加入40mL的四氢呋喃作溶剂，并加入0.1mol苯乙烯、0.1mol丙烯酸二甲氨基乙酯，加入0.3％的过硫酸铵，5％的异丙醇，在75℃下保温反应2h；
[0024]之后补加0.3％的过硫酸铵，并滴加0.1mol丙烯酸、0.1mol聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、5％的异丙醇混合溶液，在20～30min内滴完，之后继续保温2h；
[0025]将溶液冷却得到无色透明粘稠的液体，加入适量二甲基乙醇胺调节pH为7～8，并除去溶剂即得到该高分子分散剂。
[0026]实施例3
[0027]在装有搅拌装置、冷凝管、温度计的500mL圆底烧瓶中加入40mL的四氢呋喃作溶剂，并加入0.1mol苯乙烯、0.15mol甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，加入0.3％的偶氮二异丁腈，5％的十二烷基硫醇，在80℃下保温反应2h；
[0028]之后补加0.3％的偶氮二异丁腈，并滴加0.1mol丙烯酸、0.15mol聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、5％的十二烷基硫醇混合溶液，在20～30min内滴完，之后继续保温2h；
[0029]将溶液冷却得到无色透明粘稠的液体，加入适量二甲基乙醇胺调节pH为7～8，并除去溶剂即得到该高分子分散剂。
[0030]对比例1
[0031]同实施例1，区别在于未加苯乙烯。
[0032]对比例2
[0033]同实施例2，区别在于未加丙烯酸二甲氨基乙酯。
[0034]对比例3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料用高分子分散剂，其特征在于，所述的制备方法如下：(1)在装有搅拌装置、冷凝管、温度计的500mL圆底烧瓶中加入一定量四氢呋喃、苯乙烯、胺类丙烯酸酯，并加入一定量的引发剂、链转移剂，在70～80℃下保温反应2～4h；(2)之后补加引发剂，并滴加一定量的羧基单体、聚醚的α,β
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不饱和酸酯、链转移剂混合溶液，在20～30min滴完，之后继续保温2～4h；(3)将溶液冷却得到无色透明粘稠的液体，加入适量N，N
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二甲基乙醇胺调节pH为7～8，并除去溶剂得到固含量为30～60％的高分子分散剂。2.根据权利要求1所述的水性涂料用高分子分散剂，其特征在于：所述胺类丙烯酸酯为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的水性涂料用高分子分散剂，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵中的一种；所述链转移剂为异丙醇、次亚磷酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霆，杨重阳，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：