CN107880221A - 一种用于无机颗粒高分散分散剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：聚乙烯二胺5‑20份、丙烯酸酯20‑40份、引发剂2‑10份、链转移剂2‑10份、溶剂45‑100份。本发明提供了一种用于无机颗粒高分散分散剂，本分散剂可以大幅度提高无机颗粒分散体系中固体微粒的分散度，提高分散体系的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及分散剂技术领域，尤其涉及一种用于无机颗粒高分散分散剂。
背景技术
分散剂的作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性，具体体现在：缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降。
但是，现有的传统分散剂及其分子结构存在某些局限性，比如亲水基团在某些极性较低或者非极性的颗粒表面吸附不牢靠，容易解吸后导致分散过的离子重新絮凝。亲油基不具备足够的碳链长度，不能在非水性分散体系中产生足够的空间位阻效应产生稳定作用。特别是对于一些微小的无机颗粒，例如：纳米级碳酸钙、二氧化硅、黏土等的分散效果不理想的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于无机颗粒高分散分散剂，本分散剂可以大幅度提高无机颗粒分散体系中固体微粒的分散度，提高分散体系的稳定性。
一种用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
优选地，按质量份数其原料组份为：
优选地，按质量份数其原料组份为：
优选地，还包括饱和碳酸钠溶液，质量份数为6-13份。
优选地，所述丙烯酸酯为2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯以及丙烯酸月桂酯中的一种。
优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、过硫酸钠以及偶氮二异丁腈中的一种。
优选地，所述引发剂为过硫酸钠。
优选地，所述链转移剂为巯基乙酸。
优选地，所述溶剂为有机溶剂。
优选地，所述溶剂为二甲苯以及甲苯中的至少一种。
本发明提供了一种用于无机颗粒高分散分散剂，本分散剂不仅能加速无机颗粒润湿作用，降低粘度，提高研磨效率，而且可以大幅度提高无机颗粒分散体系中固体微粒的含量，并通过高分子碳链的空间位阻效应，非常明显的提高了分散体系的稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
根据分散剂的作用机理，以分子结构设计原则为依据，使用聚乙烯二胺和丙烯酸酯为反应单体，过氧化苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、过硫酸钠以及偶氮二异丁腈中的一种为引发剂，巯基乙酸以及十二烷基硫醇作为链转移剂，以二甲苯或者甲苯作溶剂，合成具有端羧基的聚合物，并以此聚合物为溶剂化链，将具有端羧基的聚合物与聚乙烯二胺进行反应，合成以聚合物链为溶剂化链、-NR2作为锚固段的新型高分子分散剂。
在其中，单体配比是影响此次合成的分散剂性能的一个重要条件。在合成的步骤中，单体配比会影响聚合物的结构，从而影响分散性。结果表明聚乙烯二胺与丙烯酸酯的摩尔比在1:2时，分散剂的分散性能最好。因为聚乙烯二胺有较多的胺基，引入胺基可增强超分散剂对颗粒的作用。但是聚乙烯二胺比例太大会使分散剂活性过强，在颗粒表面呈缠绕态起不到空间位阻作用，比例太小又会使分散剂分散性能太低，起不到分散作用。
下面，将结合具体实施例进行说明。
实施例1
用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
其制备方法为：
准确称取组分量的聚乙烯二胺、丙烯酸月桂酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、十二烷基硫醇以及二甲苯；
将聚乙烯二胺与丙烯酸月桂酯分别配成等浓度的二甲苯溶液；
将两种二甲苯溶液以1:2的比例加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入过氧化苯甲酸叔丁酯和十二烷基硫醇，升温至100℃，搅拌速度为120r/mi n，回流搅拌6h；
降温至室温，出料，得到分散剂。
实施例2
用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
其制备方法为：
准确称取组分量的聚乙烯二胺、丙烯酸己酯、过硫酸钾、巯基乙酸以及甲苯；
将聚乙烯二胺与丙烯酸己酯分别配成等浓度的甲苯溶液；
将两种甲苯溶液以1:2的比例加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入过硫酸钾和巯基乙酸，升温至120℃，搅拌速度为280r/mi n，回流搅拌4h；
用饱和碳酸钠溶液调节PH值至7，再用分馏除去水溶液，得到白色的乳状物质；
降温至室温，出料，得到分散剂。
实施例3
用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
其制备方法为：
准确称取组分量的聚乙烯二胺、2-甲基丙烯酸乙酯、过硫酸钠、十二烷基硫醇以及甲苯；
将聚乙烯二胺与2-甲基丙烯酸乙酯分别配成等浓度的甲苯溶液；
将两种甲苯溶液以1:2的比例加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入过硫酸钠和十二烷基硫醇，升温至105℃，搅拌速度为250r/mi n，回流搅拌5h；
用饱和碳酸钠溶液调节PH值至8，再用分馏除去水溶液，得到白色的乳状物质；
降温至室温，出料，得到分散剂。
实施例4
用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
其制备方法为：
准确称取组分量的聚乙烯二胺、2-甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、巯基乙酸以及二甲苯；
将聚乙烯二胺与2-甲基丙烯酸甲酯分别配成等浓度的二甲苯溶液；
将两种二甲苯溶液以1:2的比例加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入偶氮二异丁腈和巯基乙酸，升温至116℃，搅拌速度为130r/mi n，回流搅拌6h；
用饱和碳酸钠溶液调节PH值至7，再用分馏除去水溶液，得到白色的乳状物质；
降温至室温，出料，得到分散剂。
实施例5
用于无机颗粒高分散分散剂，按质量份数其原料组份包括：
其制备方法为：
准确称取组分量的聚乙烯二胺、丙烯酸十八酯、过硫酸钠、巯基乙酸以及甲苯；
将聚乙烯二胺与丙烯酸十八酯分别配成等浓度的甲苯溶液；
将两种甲苯溶液以1:2的比例加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入过硫酸钠和巯基乙酸，升温至112℃，搅拌速度为180r/mi n，回流搅拌5h；
用饱和碳酸钠溶液调节PH值至8，再用分馏除去水溶液，得到白色的乳状物质；
降温至室温，出料，得到分散剂。
在合成的步骤中，单体配比会影响聚合物的结构，从而影响分散性。多次实验表明聚乙烯二胺与丙烯酸酯的摩尔比在1:2时，分散剂的分散性能最好。因为聚乙烯二胺有较多的胺基，引入胺基可增强超分散剂对颗粒的作用。但是聚乙烯二胺比例太大会使分散剂活性过强，在颗粒表面呈缠绕态起不到空间位阻作用，比例太小又会使分散剂分散性能太低，起不到分散作用。所以，我们在使用水溶液时，一般按1:2的比例混合加入。
未添加该分散剂的氧化锆浆料属于屈服拟塑性流体，添加质量分数1.23％的本实施例1至5的分散剂以及传统分散剂作为对比，氧化锆浆料转变为牛顿性流体具有一定的正触变性说明了该分散剂的添加可有效改善浆料内部颗粒的聚集结构，使之有序且稳定分散；测试其吸光度。
| 氧化锆浓度(％) | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| 传统分散剂吸光度(％) | 56.1 | 65.9 | 71.3 | 78.2 | 74.5 | 54.6 |
| 实施例1分散剂吸光度(％) | 63.4 | 69.2 | 75.2 | 83.1 | 78.3 | 61.8 |
| 实施例2分散剂吸光度(％) | 62.8 | 67.3 | 74.1 | 82.1 | 76.5 | 62.3 |
| 实施例3分散剂吸光度(％) | 64.1 | 68.5 | 73.2 | 83.6 | 77.8 | 63.8 |
| 实施例4分散剂吸光度(％) | 63.5 | 70.2 | 76.3 | 84.5 | 78.4 | 64.1 |
| 实施例5分散剂吸光度(％) | 65.4 | 71.2 | 74.8 | 83.8 | 79.3 | 65.7 |
根据数表中的数据，可以看出，由表可以看出，本分散剂在氧化锆浓度在60％的时候效果最好，而且，该分散剂对于氧化锆这种无机微粒的分散效果比传统分散剂的效果要好。
制得的新型分散剂不仅能加速润湿作用，降低粘度，提高研磨效率，而且可以大幅度提高分散体系中固体微粒的含量，并通过高分子碳链的空间位阻效应，非常明显的提高了分散体系的稳定性。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本文进行了详细的介绍，应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种用于无机颗粒高分散分散剂，其特征在于，按质量份数其原料组份包括：
。
2.如权利要求1所述的分散剂，其特征在于，按质量份数其原料组份为：
。
3.如权利要求1所述的分散剂，其特征在于，按质量份数其原料组份为：
。
4.如权利要求1-3任一所述的分散剂，其特征在于：还包括饱和碳酸钠溶液，质量份数为6-13份。
5.如权利要求1-3任一所述的分散剂，其特征在于：所述丙烯酸酯为2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯以及丙烯酸月桂酯中的一种。
6.如权利要求1-3任一所述的分散剂，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、过硫酸钠以及偶氮二异丁腈中的一种。
7.如权利要求6所述的分散剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠。
8.如权利要求1-3任一所述的分散剂，其特征在于：所述链转移剂为巯基乙酸。
9.如权利要求1-3任一所述的分散剂，其特征在于：所述溶剂为有机溶剂。
10.如权利要求9所述的分散剂，其特征在于：所述溶剂为二甲苯以及甲苯中的至少一种。
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