CN101045199A - 一种高分子分散剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分子分散剂，其特性粘度为7.2～7.5厘泊，采用了甲氧基聚乙二醇为亲水链段，在介质水中伸展，起到空间稳定作用；使用酯基为锚定集团，起到锚定颜料的作用；结构式中聚乙二醇的聚合度n可取70～200之间的任意整数。本发明还公开了该高分子分散剂的制备方法，包括粗产物的合成工艺、粗产物的纯化和高分子分散剂的配制等步骤。本发明的高分子分散剂，分散效率高，可以制备高含量的无机颜填料分散浆；改善涂料性能，能同时提供涂料良好的储存稳定性和流动性；能提高漆膜的耐水性，没有生物毒性；在高分子分散剂分子中，疏水基团和亲水基团交替出现，从而达到最佳分散效果。

Description

一种高分子分散剂及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种新型高分子分散剂，特别涉及的是用于水性涂料及油墨的分散剂，本发明还涉及该分散剂的制备方法。

【背景技术】

颜料是油墨、涂料及塑料等工业生产中的重要原料，起着举足轻重的作用。在涂料等化工产业中，颜料分散是涂料制造技术的重要环节。大部分颜料粒子因在生产过程中的干燥工艺中相互粘结在一起，形成聚集体，若直接使用，对颜料的应用性能，如着色强度、遮盖力、透明度等将有严重影响。在实际应用中，必须对颜料进行有效分散，使其粒径大小、粒径分布均成为符合要求的稳定分散体系。以往大多应用的传统分散剂，如烷基磺酸盐或硫酸盐、烷基铵盐等，然而这些分散剂对多种颜料，尤其是有机颜料的分散效果不够理想。

近年来，国外开发出一类高分子表面处理添加剂，称为超分散剂。这种添加剂对颜料的分散效果有显著的效果，尤其对润湿性、稳定性等方面有很大的作用，对颜料的应用性能有很大改善，已经成为新一代的高效分散剂。今后分散剂的发展趋势是高效、低污染、多功能。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种具有新型分子结构的三元共聚高分子分散剂，以满足固体颗粒在水性介质中分散的需要，从根本上解决传统分散剂的缺陷。

一种高分子分散剂，其特性粘度为7.2～7.5厘泊，结构式如下：

式中n可取70～200之间的任意整数。

上述高分子分散剂的制备方法，包括如下步骤：

①粗产物的合成工艺：在装有搅拌装置、温度计、球形冷凝管和两个恒压滴液漏斗的四颈瓶中按一定比例加入二甲基聚乙二醇丙烯酸酯单体，再加入异丙醇和甲醇的混合溶液；将一定量的引发剂溶于甲醇中，再加入恒压滴液漏斗中；然后将一定量的丙烯酸和丙烯酸酯混合加入到另一个恒压滴液漏斗中；开始通氮气，并加热、搅拌；由于是溶液体系反应，温度恒定在60～80℃；在混合单体滴加完毕后20～40分钟内，将引发剂滴加完毕；待引发剂滴加完后，反应一定时间，结束反应；取出产物置于梨形瓶中，进行旋转蒸发，得到粗产物；

②粗产物的纯化：将得到的粗产物溶于四氢呋喃中，然后用石油醚沉淀，将未反应单体和小分子的物质除去，得到较纯的产物；

③高分子分散剂的配制：将反应得到的产物加入三颈瓶中，并加入一定量的水配成40％的水溶液；再称取一定量的二甲基乙二醇胺，慢慢加入到三颈瓶中，将pH值调为7～8，恒温在70～80℃，搅拌1～2个小时，此时所得到的淡黄色液体就是高分子分散剂。

本发明的高分子分散剂，分散效率高，可以制备高含量的无机颜填料分散浆；改善涂料性能，能同时提供涂料良好的储存稳定性和流动性；能提高漆膜的耐水性，没有生物毒性。

【附图说明】

图1是本发明高分子分散剂的结构式

【具体实施方式】

传统的分散剂(表面活性剂)的分子结构含有两个溶解性和极性上相对的集团，其一是一个较长的非极性烃基，成为疏水基或亲油基；另一个为一较短的极性基，称为亲水基，其分子结构特点使其很容易定性排列在物质表面或两相界面上，降低界面张力，其缺点是在固体颗粒表面吸附不牢、碳链太短(导致空间位阻不够)、与分散介质相容性不可调。

本发明的高分子分散剂可从根本上解决传统分散剂的缺陷，提供了一种具有新型分子结构三元共聚高分子分散剂，以满足固体颗粒在水性介质中分散的需要。此外，本发明的高分子分散剂在中等极性介质和某些低极性介质中同样具有良好的分散效果，从而赋予本发明的高分子分散剂的广泛适用性。

亲水链是影响高分子分散剂分散性的关键部分，因此在发明中，对亲水链段进行了筛选，本发明中采用了甲氧基聚乙二醇为亲水链段，在介质水中伸展，起到空间稳定作用。使用酯基为锚定集团，起到锚定颜料的作用。在高分子分散剂分子中，疏水基团和亲水基团交替出现，从而达到最佳分散效果。

在本发明中的丙烯酸酯可以(甲基)丙烯酸丙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸戊酯等，但并不限于这些，聚乙二醇的聚合度n可取70～200之间的任意整数，也可为它们的混合物，引发剂采用偶氮二异丁腈。

反应式如下：

实施例1：

1、在装有搅拌装置、温度计、球形冷凝管和两个恒压滴液漏斗的四颈瓶中按一定比例加入14份(重量份，下同)的二甲基聚乙二醇丙烯酸酯单体，再加入0.4份的异丙醇和0.1份的甲醇混合溶液。

2、将一1.5％的引发剂溶于0.05份的甲醇中，再加入恒压滴液漏斗中。然后将0.75份的丙烯酸和1份的甲基丙烯酸丁酯混合加入到另一个恒压滴液漏斗中。开始通氮气，并加热、搅拌。由于是溶液体系反应，温度恒定在70℃。在混合单体滴加完毕后30分钟内，将引发剂滴加完毕。待引发剂滴加完后，反应2小时，结束反应。取出产物置于梨形瓶中，进行旋转蒸发，得到粗产物。

3、将得到的粗产物溶于四氢呋喃(THF)中，然后用石油醚沉淀，将未反应单体和小分子的物质除去，得到较纯的产物。

4、将反应得到的产物加入三颈瓶中，并加入一定量的水配成40％的水溶液。再称取0.1份的二甲基乙二醇胺，慢慢加入到三颈瓶中，将pH值调为7～8，恒温在75℃，搅拌1.5个小时，此时所得到的淡黄色液体就是水性高分子分散剂。

实施例2：

1、在装有搅拌装置、温度计、球形冷凝管和两个恒压滴液漏斗的四颈瓶中按一定比例加入15份(重量份，下同)的二甲基聚乙二醇丙烯酸酯单体，再加入0.4份的异丙醇和0.1份的甲醇混合溶液。

2、将一2.0％的引发剂溶于0.05份的甲醇中，再加入恒压滴液漏斗中。然后将0.80份的丙烯酸和1份的甲基丙烯酸甲酯混合加入到另一个恒压滴液漏斗中。开始通氮气，并加热、搅拌。由于是溶液体系反应，温度恒定在75℃。在混合单体滴加完毕后30分钟内，将引发剂滴加完毕。待引发剂滴加完后，反应1.5小时，结束反应。取出产物置于梨形瓶中，进行旋转蒸发，得到粗产物。

3、将得到的粗产物溶于四氢呋喃(THF)中，然后用石油醚沉淀，将未反应单体和小分子的物质除去，得到较纯的产物。

4、将反应得到的产物加入三颈瓶中，并加入一定量的水配成40％的水溶液。再称取0.15份的二甲基乙二醇胺，慢慢加入到三颈瓶中，将pH值调为7～8，恒温在80℃，搅拌1个小时，此时所得到的淡黄色液体就是水性高分子分散剂。

Claims (2)

1、一种高分子分散剂，其特性粘度为7.2～7.5厘泊，结构式如下；

式中n可取70～200之间的任意整数。

2、制备上述高分子分散剂的方法，包括如下步骤：

①粗产物的合成工艺：在装有搅拌装置、温度计、球形冷凝管和两个恒压滴液漏斗的四颈瓶中按一定比例加入二甲基聚乙二醇丙烯酸酯单体，再加入异丙醇和甲醇的混合溶液；将一定量的引发剂溶于甲醇中，再加入恒压滴液漏斗中；然后将一定量的丙烯酸和丙烯酸酯混合加入到另一个恒压滴液漏斗中；开始通氮气，并加热、搅拌；由于是溶液体系反应，温度恒定在60～80℃；在混合单体滴加完毕后20～40分钟内，将引发剂滴加完毕；待引发剂滴加完后，反应一定时间，结束反应；取出产物置于梨形瓶中，进行旋转蒸发，得到粗产物；

②粗产物的纯化：将得到的粗产物溶于四氢呋喃中，然后用石油醚沉淀，将未反应单体和小分子的物质除去，得到较纯的产物；

③高分子分散剂的配制：将反应得到的产物加入三颈瓶中，并加入一定量的水配成40％的水溶液；再称取一定量的二甲基乙二醇胺，慢慢加入到三颈瓶中，将pH值调为7～8，恒温在70～80℃，搅拌1～2个小时，此时所得到的淡黄色液体就是高分子分散剂。

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