CN113912855B - 一种基于氮丙啶的分散剂及其制备方法、应用和颜料浆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于氮丙啶的分散剂及其制备方法、应用和颜料浆，所述基于氮丙啶的分散剂包括第一组分与第二组分反应得到的反应产物以及溶剂；所述第一组分包括氮丙啶聚合物；所述第二组分包括含有单端羧基的聚丙烯酸酯。所述基于氮丙啶的分散剂加入颜料或填料中时，单端羧基与氮丙啶开环后形成含氮官能团，含氮官能团作为锚定端基，吸附能力强，容易吸附在固体颗粒表面，所述第二组分为大分子链，用于形成空间位阻，且具备与颜料颗粒更好的相容性，从而有助于形成稳定颜料或填料。

Description

一种基于氮丙啶的分散剂及其制备方法、应用和颜料浆
技术领域
本发明属分散剂技术领域，具体涉及一种基于氮丙啶的分散剂及其制备方法、应用和颜料浆。
背景技术
颜料和填料通常为不可溶的固体颗粒，在液体介质中引入固体颗粒需要强大的机械力，固体颗粒分散于液体介质形成分散体，由于固体颗粒之间的伦敦力/范德华力引起相互吸引，固体颗粒重新聚集，破坏了分散体的稳定。因此，通常通过引入分散剂的方法改善固体颗粒进入液体介质中的效率，提高分散体的稳定性。
分散剂是一种同时具有亲油性和亲水性的界面活性剂，其结构的一部分带有极性较大的锚定端基，使其容易吸附在固体颗粒的表面，另一部分则是极性较低的溶剂化大分子链，其与分散介质(例如树脂等溶剂)有较好的亲和力。因此，分散剂可均一分布散难溶于液体的无机颜料或有机颜料的固体颗粒，同时防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成较稳定的悬浮液。
随着有机颜料和炭黑在涂料、油墨以及塑料中的广泛使用，想彻底稳定这些颜料，高分子量分散剂成为一种必不可少的添加物，例如聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚酰胺类等。
EP154678提到了一种聚氨酯类分散剂的制备，采用多异氰酸酯、羟基化合物以及一种含泽尼维季诺夫(zerewitinoff)活泼氢和至少一个含氮的碱性基团的化合物制备而成。
WO94/21368提到了聚酰胺类分散剂的制备，采用蓖麻油酸与内酯开环聚合后，再与聚乙烯亚胺(PEI)高温脱水成大分子聚酰胺，该类产品色深，对浅色系的颜料分散应用存在一定的局限性。
上述不同结构的高分子分散剂采用了不同类型的长链位阻链段、不同的锚定基团以及完全不同的聚合反应机理，在某些特定的体系中，能较好地分散无机和有机颜料，也是目前市面上主流的分散剂类型，但对羟基丙烯酸树脂体系中分散能力还有明显提升空间。
此外，CN 110698664提到了一种固体颗粒分散剂，采用了氮丙啶化合物和聚酯或聚醚链段聚合而成，该类分散剂由于聚酯或聚醚尾端链段极性的局限性，在聚丙烯酸酯体系中对颜料的分散有明显的局限性，尤其是在高羟基体系，分散能力有明显的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于氮丙啶的的分散剂，加入颜料或填料中时，第二组分的单端羧基与第一组分的氮丙啶开环后形成的含氮官能团作为锚定端基，吸附能力强，容易吸附在固体颗粒表面，所述第二组分为大分子链，用于形成空间位阻，具备与各种树脂体系，尤其是羟基丙烯酸树脂体系拥有更好的相容性，从而有助于形成稳定颜料或填料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分与第二组分反应得到的反应产物以及溶剂；所述第一组分包括氮丙啶聚合物；所述第二组分包括含有单端羧基的聚丙烯酸酯。
本发明所述基于氮丙啶的分散剂，当第一组分与第二组分发生反应得到反应产物，在所述反应产物中，第二组分的单端羧基与第一组分的氮丙啶开环后形成的含氮官能团，由于含氮官能团的范德华力和氢键作用力，所述反应产物容易吸附于固体颗粒，且具备较大的空间位阻，使固体颗粒稳定存在于溶剂中。所述基于氮丙啶的分散剂加入颜料或填料中时，含氮官能团作为锚定端基，吸附能力强，氮丙啶聚合物容易吸附在固体颗粒表面，所述第二组分为大分子链，用于形成空间位阻，所述第二组分与羟基聚丙烯酸酯树脂体系的相容性更好，从而有助于形成稳定颜料或填料。
进一步，所述第一组分包括含有两个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物和/或含有三个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物。氮丙啶聚合物含有的氮丙啶基团数量为2个或3个，使其具备较强的锚定能力。
进一步，所述第二组分包括含有单端羧基的基于烯键不饱和单体的均聚物或共聚物，其重均分子量为1000-20000。控制第二组分的重均分子量，以产生合适的空间位阻，若重均分子量过小则所述第二组分不能产生足够的空间位阻，若重均分子量过大，则会影响氮丙啶基团的锚定作用，降低所述反应产物与颜料或填料的吸附性。
进一步，还包括第三组分，所述第三组分包括扩链剂。当颜料或填料中的固体颗粒为有机大分子结晶体，所述扩链剂与第一组分反应增大分子量，有利于增强与大分子固体颗粒的结合性，同时可增大空间位阻，防止固体颗粒沉降，将所述基于氮丙啶的分散剂加入颜料或填料中，有利于形成更均匀稳定的悬浮液。
进一步，所述扩链剂为二元有机羧酸，其可选自芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸，或者，芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸与内酯的开环聚合物，所述开环聚合物的重均分子量为500-3000。此为一种具体实施方式，所述扩链剂可选自二元有机羧酸，控制扩链剂的重均分子量，重均分子量太小则影响扩链效果，太大则所述基于氮丙啶的分散剂对固体颗粒的吸附性变弱。
本发明还提供一种制备上述的基于氮丙啶的分散剂的方法，包括以下步骤：将所述第一组分与第二组分溶于溶剂中发生反应，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明提供的制备基于氮丙啶的分散剂的方法，将第一组分与第二组分混合反应得到反应产物，所述反应产物带有单端羧基与氮丙啶开环后形成的含氮官能团，使其容易吸附于固体颗粒，且具备较大的空间位阻，所述基于氮丙啶的分散剂可稳定存在于溶剂中。
本发明还提供另一种制备上述基于氮丙啶的分散剂的方法，包括以下步骤：
将所述第一组分和第二组分溶于溶剂发生反应，生成第一中间体；将所述第一中间体与所述第三组分混合，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明所述的制备基于氮丙啶的分散剂的方法，首先将第一组分与第二组分混合反应，以封闭掉第一组分中大部分的氮丙啶基团，用于先降低第一组分的官能度，防止第一组分与第三组分反应产生相对分子质量非常大的高分子化合物，再与第三组分反应，则不会产生相对分子质量非常大的高分子化合物；在生成第一中间体后，加入扩链剂，封闭掉第一组分中剩余的氮丙啶基团，生成稳定状态的所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明还提供上述的基于氮丙啶的分散剂在涂料、油墨用颜料和填料的任一领域的应用。本发明的基于氮丙啶的分散剂可应用于涂料、油墨用颜料或填料中固体颗粒的分散，第二组分与溶剂具有较好的亲和力，具有广泛的相容性和优异的分散稳定性。
本发明还提供一种颜料浆，包括颜料和上述的基于氮丙啶的分散剂。所述基于氮丙啶的分散剂可应用于颜填料，颜料可为有机颜料或无机颜料，得到的颜料浆可稳定存放，颜料均匀分散。
具体实施方式
本发明提供一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分与第二组分反应得到的反应产物以及溶剂，所述第一组分包括氮丙啶聚合物，所述第二组分包括含有单端羧基的聚丙烯酸酯的一元羧基化合物。
本发明所述基于氮丙啶的分散剂，当第一组分与第二组分发生反应得到反应产物，所述反应产物中，带有第二组分的单端羧基与第一组分的氮丙啶开环后形成含氮官能团，由于该含氮官能团的范德华力和氢键作用力，所述反应产物容易吸附于固体颗粒，且具备较大的空间位阻，使固体颗粒稳定存在于溶剂中。所述基于氮丙啶的分散剂加入颜料或填料中时，含氮官能团作为锚定端基，吸附能力强，氮丙啶聚合物容易吸附在固体颗粒表面，所述第二组分为大分子链，用于形成空间位阻，所述第二组分与羟基聚丙烯酸树脂体系的颜料颗粒之间的相容性更好，从而有助于形成稳定颜料或填料。
在一个具体的实施例中，所述溶剂可选自醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯中的至少一种。
优选地，所述第一组分包括含有两个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物和/或含有三个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物。氮丙啶聚合物含有的氮丙啶基团数量为2个或3个，使其具备较强的锚定能力。
在一个具体的实施例中，第一组分可为双-氮丙啶化合物，通式如式(1)所示：
Figure GDA0004042115500000051
式(1)中的每个R1基团独立地为氢或烷基，R2基团为亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基中的至少一个二价基团，或为亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、杂亚芳基中至少两个二价基团组合形成的二价基团，或包括含氧基、羰基羰氧基、羰基亚氨基中的至少一个。例如，双-氮丙啶化合物可为式(2)所示的1,1’-苯二甲酰双(2-甲基氮丙啶)或式(3)所示的(3-氮丙啶-1-基-丙酸-2-(3-氮丙啶-1-基-丙酰氧基)己酯：
Figure GDA0004042115500000061
Figure GDA0004042115500000062
第一组分还可为三官能团氮丙啶，其通式如式(4)所示：
Figure GDA0004042115500000063
其中，R＝CH3CH2—或HO-CH2—，R1＝CH3—或H，R2＝H，R3＝CH3—或H，R4＝H。例如，三官能团氮丙啶可为如式(5)所述的三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基丙酸酯)，或如式(6)所示的季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯，或如式(7)所示的三羟甲基丙烷-三-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯，或如式(8)所示的季戊四醇-三-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯：
Figure GDA0004042115500000071
优选地，所述第二组分为含有单端基团的基于烯键不饱和单体的均聚物或共聚物，重均分子量为1000-20000。控制第二组分的重均分子量，以产生合适的空间位阻，若重均分子量过小则所述第二组分不能产生足够的空间位阻，若重均分子量过大，则会影响氮丙啶基团的锚定作用，降低与颜料或填料的吸附性。所述第二组分可通过自由基聚合反应或活性聚合反应制备得到。
在一个具体的实施例中，所述烯键不饱和单体可以为具有1-30个碳原子的直链、支链或酯环族醇的(甲基)丙烯酸烷基酯。具体地，酯环族醇的(甲基)丙烯酸烷基酯可为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷基醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸苯酯、具有5-60个碳原子的聚乙二醇与聚丙二醇混合的聚乙二醇/聚丙二醇的单(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种。
所述第二组分通过自由基聚合、基团转移聚合(GTP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)原子转移自由基转移聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)中的任一种活性聚合方式制备。在所述第二组分的制备中，通过引发剂引发活性聚合，所述引发剂可选自偶氮类引发剂或过氧化物，所述偶氮类引发剂可选自偶氮二异丁氰、偶氮二异庚腈等，过氧化物可选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基等，过硫酸盐可选自过二硫酸铵、过二硫酸钠等。
在一个具体的实施例中，第二组分为聚丙烯酸酯的一元酸，即基于聚(甲基)丙烯酸酯聚合物的尾端为羧基的聚合物，可通过(甲基)丙烯酸酯单体CH2＝C(CH3)C(＝O)OR在2-巯基乙酸的调聚作用下，用常规引发剂例如AIBN制备而成，反应方程式如式(9)所示，其中R可为包含1-18个碳的烷基，优选1-12个碳，最优选1-4个碳：
Figure GDA0004042115500000081
式(9)
优选地，所述基于氮丙啶的分散剂还包括第三组分，所述第三组分包括扩链剂。当颜料或填料中的固体颗粒为有机大分子结晶体，扩链剂与第一组分反应增大分子量，有利于增强与大分子固体颗粒的结合性，同时可增大空间位阻，防止固体颗粒沉降，将所述基于氮丙啶的分散剂加入颜料或填料中，有利于形成更均匀稳定的悬浮液。
更优地，所述扩链剂为二元有机羧酸，其可选自芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸，或者，芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸与内酯的开环聚合物，所述开环聚合物的重均分子量为500-3000。此为一种具体实施方式，所述扩链剂可选自二元有机羧酸，控制扩链剂的重均分子量，重均分子量太小则影响扩链效果，太大则所述基于氮丙啶的分散剂对固体颗粒的吸附性变弱。
在一个具体的实施例中，二元有机羧酸可选自戊二酸、富马酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、庚二酸、二聚脂肪酸及其氢化物等。所述扩链剂可为上述二元有机羧酸与内酯开环得到，重均分子量为500-3000，优选为500-1000。
本发明还提供一种制备上述的基于氮丙啶的分散剂的方法，包括以下步骤：将所述第一组分与第二组分溶于溶剂中发生反应，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明提供的制备基于氮丙啶的分散剂的方法，将第一组分与第二组分混合反应得到反应产物，所述反应产物带有第二组分的单端羧基与第一组分的氮丙啶开环后形成的含氮官能团，使其容易吸附于固体颗粒，且具备较大的空间位阻，使其稳定存在于溶剂中。
本发明还提供一种制备上述的基于氮丙啶的分散剂的方法，包括以下步骤：将所述第一组分和第二组分溶于溶剂中发生反应，生成第一中间体；将所述第一中间体与所述第三组分混合，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明所述的制备基于氮丙啶的分散剂的方法，首先将第一组分与第二组分混合反应，以封闭掉第一组分中大部分的氮丙啶基团，用于先降低第一组分的官能度，防止第一组分与第三组分反应产生相对分子质量非常大的高分子化合物，再与第三组分反应，则不会产生相对分子质量非常大的高分子化合物；在生成第一中间体后，加入扩链剂，封闭掉第一组分中剩余的氮丙啶基团，生成稳定状态的基于氮丙啶的分散剂。
在一个具体的实施例中，将所述第一组分与所述第二组分在50℃-60℃反应，生成第一中间体，此步骤可不用催化剂，在合适的溶剂中发生，例如醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯等；所述第三组分与所述第一中间体在50℃-60℃反应，后升温至70℃-80℃反应，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
本发明还提供上述的基于氮丙啶的分散剂在涂料、油墨用颜料和填料的任一领域的应用。本发明的基于氮丙啶的分散剂可应用于涂料、油墨用颜料或填料中固体颗粒的分散，第二组分与溶剂具有较好的亲和力，具有广泛的相容性和优异的分散稳定性。
本发明所述的基于氮丙啶的分散剂适用于在任何涂料或油墨中使用的颜填料，举例而言，可为金属氧化物如二氧化钛、各种颜色的氧化铁、氧化锌，填料如滑石、高岭土、二氧化硅、重晶石，各种有机颜料例如苯并咪唑酮类、偶氮类、喹吖啶酮类、苝系、蒽醌类、异吲哚啉系、DPP系、碳黑等。
本发明还提供一种颜料浆，包括颜料和上述的基于氮丙啶的分散剂。所述基于氮丙啶的分散剂可应用于颜填料，颜料可为有机颜料或无机颜料，得到的颜料浆可稳定存放，颜料均匀分散。
实施例1
本实施例1提供一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZP-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)，第二组分为单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)，第三组分为己二酸。
所述基于氮丙啶的分散剂的制备方法如下：
在氮气保护下，投入27.7份PZP-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)、111份醋酸丁酯、788份单端羧基聚丙烯酸酯(自制，MW＝5000)，逐步升温至55℃，保温至酸值消失后，投入1.3份二元酸C1，继续保温至酸值小于3mgKOH/g，投入72份醋酸丁酯，得到基于氮丙啶的分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的制备方法为：
预先准备两个滴加釜，分别装有组分A和组分B，组分A为丙烯酸丁酯(172份，1.342mol)，组分B包括2-巯基乙酸(3.25份，0.035mol)、偶氮二异丁腈(1份，0.006mol)和醋酸丁酯(47.5份)。在氮气保护下，投入70份醋酸丁酯，升温至回流温度，开始滴加组分A，半小时后滴加组分B，均在180分钟滴完，滴加结束后，继续在80℃左右保温至固体份达标，最后得到单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)，单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)呈透明浅黄色状，固体份为60％(150℃/30min)，酸值为11.25mgKOH/g，数均分子量5000。
实施例2
本实施例2提供一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZE-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝427.5)，第二组分为单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝4000)，第三组分为己二酸。
本实施例2的基于氮丙啶的分散剂是通过以下步骤制备的：
在氮气保护下，投入313份PZE-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝427.5)、123.9份醋酸丁酯、781.1份单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝4000)，逐步升温至55℃，保温至酸值消失后，投入1.7份己二酸，继续保温直酸值小于3mgKOH/g后，投入62.3份的醋酸丁酯，得到基于氮丙啶的分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，第二组分的制备工艺同实施例1中单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的制备，原料的投料比为丙烯酸乙酯：巯基乙酸：催化剂AIBN＝155：4：1(摩尔比)，制备得到透明液状的Mn＝4000的单端羧基聚丙烯酸酯，固体份为60％(150℃/30min)，酸值14.02mgKOH/g。
实施例3
本实施例3提供一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZP-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)和PZE-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝427.5)，第二组分为单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)，第三组分为二元酸(MW＝1000)。
本实施例3所述的基于氮丙啶的分散剂是通过以下步骤制备的：
在氮气保护下，投入13.2份PZP-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)和13.2份PZE-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝427.5)、185.4份丙二醇甲醚醋酸酯、1169.4份单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)，逐步升温至50℃，保温至酸值消失后，投入18份二元酸(MW＝1000)，继续保温至酸值小于3mgKOH/g后，投入134.7份丙二醇甲醚醋酸酯，得到基于氮丙啶的分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的制备工艺与实施例1中单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的制备工艺相同，本实施例3的单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的投料比为丙烯酸丁酯：苯乙烯：巯基乙酸：AIBN＝175：55：5.8：1。
二元酸(MW＝1000)的制备工艺包括以下步骤：
原料的投料比为己二酸：ε-己内酯＝1:7.49(摩尔比)；在氮气的保护下，投入己二酸(14.48份，0.099mol)、ε-己内酯(84.6份,0.742mol)，搅拌下升温至170-180℃保温6h以上至固体份达标，得到Mn＝1000的二元酸，常温下为白色蜡状固体，酸值112mgKOH/g。
实施例4
本实施例4提供一种基于氮丙啶的分散剂，包括第一组分和第二组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZP-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)，第二组分为单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)。
所述基于氮丙啶的分散剂的制备方法如下：
在氮气保护下，投入27.7份PZP-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)、111份醋酸丁酯、875份单端羧基聚丙烯酸酯(自制，MW＝5000)，逐步升温至55℃，保温至酸值小于3mgKOH/g，投入90份醋酸丁酯，得到基于氮丙啶的分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)的制备方法与实施例1的单端羧基聚丙烯酸酯(MW＝5000)相同。
对比例1
本对比例1提供一种分散剂，包括第一组分、第四组分和第三组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZP-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)，第四组分为单端羧基聚酯一元酸(MW＝1500)，第三组分为二元酸(MW＝1000)。
本对比例1所述的分散剂是通过以下步骤制备的：
在氮气保护下，投入54.4份PZP-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)、363.6份丙二醇甲醚醋酸酯、412份单端羧基聚酯一元酸(MW＝1500)B4，逐步升温至50℃，保温至酸值消失后，投入35.3份二元酸(MW＝1000)，继续保温至酸值小于3mgKOH/g后，投入134.7份丙二醇甲醚醋酸酯，得到分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，单端羧基聚酯一元酸(MW＝1500)的制备工艺包括以下步骤：
原料的投料比为月桂酸：ε-己内酯＝1:11.4(摩尔比)；在氮气的保护下，投入月桂酸(26.7份，0.133mol)、ε-己内酯(173.28份，1.52mol)，搅拌下升温至110℃，投入二丁基二月桂锡(DBTDL，0.03份)，继续升温至170-180℃，保温6h以上，直至固体份达标，得到常温下呈白色蜡状的固体，酸值37.4mgKOH/g。
二元酸(MW＝1000)的制备工艺包括以下步骤：
原料的投料比为己二酸：ε-己内酯＝1:7.49(摩尔比)；在氮气的保护下，投入己二酸(14.48份，0.099mol)、ε-己内酯(84.6份,0.742mol)，搅拌下升温至170-180℃保温6h以上至固体份达标，得到Mn＝1000的二元酸，常温下为白色蜡状固体，酸值112mgKOH/g。
对比例2
本对比例2提供一种分散剂，包括第一组分、第四组分和第三组分，所述第一组分为三官能团的丙烯亚胺氮丙啶(PZP-1000，西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)，第二组分为单端羧基聚酯(MW＝2000)，第三组分为二元酸(MW＝1000)。
本对比例2的分散剂的是通过以下步骤制备的：
在氮气保护下，投入42.5份PZP-1000(西班牙Menadiona公司产品，MW＝467.6)、261.2份醋酸丁酯、430.9份单端羧基聚酯(MW＝2000)，逐步升温至55℃，保温至酸值消失后，投入26.8份二元酸(MW＝1000)，继续保温至酸值小于3mgKOH/g后，投入238.4份醋酸丁酯，得到分散剂，其固体份为50％，为有一定粘度的浅色透明液体。
其中，单端羧基聚酯(MW＝2000)是通过以下步骤制备的：
原料的投料比为月桂酸：12-羟基硬脂酸＝1:6(摩尔比)；在氮气保护下，投入月桂酸(7.24份，0.056mol)、12-羟基硬脂酸(65.02份，0.216mol)，搅拌下升温至80℃，投入对甲苯磺酸(pTSA，0.03份)，继续升温至170-180℃回流脱水，至少12h以上直至酸值达标，制备得到Mn＝2000的单端羧基聚酯，常温下为蜡状固体，酸值为28.5mgKOH/g。
第三组分的制备工艺同对比例1中二元酸(MW＝1000)的制备工艺。
实施例5
本实施例5提供实施例1-4任一项所述的基于氮丙啶的分散剂的应用，所述基于氮丙啶的分散剂可应用于涂料、油墨用颜料和填料任一领域中。
实施例6
本实施例6提供一种颜料浆，包括颜料和基于氮丙啶的分散剂。所述基于氮丙啶的分散剂可为实施例1-4任一实施例所述的基于氮丙啶的分散剂，所述颜料可为金属氧化物如二氧化钛、各种颜色的氧化铁、氧化锌，各种有机颜料例如苯并咪唑酮类、偶氮类、喹吖啶酮类、苝系、蒽醌类、异吲哚啉系、DPP系、碳黑等。
为评估本发明的基于氮丙啶的分散剂，在不同的聚丙烯酸酯树脂体系中制备相应的颜料浆，对实施例1、实施例3、实施例4以及对比例1-2制备的基于氮丙啶的分散剂作性能测试，评价色浆降黏及贮存稳定性能，并将颜料浆调入树脂中，评价其展色能力。
以高羟基丙烯酸树脂Setalux 1753(AllnexResin)和低羟基丙烯酸树脂FS2050(Elementis)为评价树脂，分别制备得到高羟基丙烯酸树脂体系颜料和低羟基丙烯酸树脂体系颜料，均作为评价颜料，所述评价颜料含有R706钛白粉、DPP有机红和FW 200碳黑中的至少一种；分别将实施例1、实施例3及对比例1-2的基于氮丙啶的分散剂与市售的分散剂S32500加入评价颜料中，分散R706钛白粉、DPP有机红和FW 200碳黑。
1、高羟基丙烯酸树脂体系颜料
分别将市售的分散剂S32500、实施例1的基于氮丙啶的分散剂、对比例1的分散剂以及实施例4的基于氮丙啶的分散剂，加入含有钛白粉R706的高羟基丙烯酸树脂体系颜料中，用于分散钛白粉R706，并得到颜料浆1-4；分别将市售的分散剂S32500、实施例1的基于氮丙啶的分散剂、对比例1的分散剂以及实施例4的基于氮丙啶的分散剂，加入含有有机炭黑FW 200的高羟基丙烯酸树脂体系颜料中，分散有机炭黑FW 200，并得到颜料浆5-8。
表1-1是在高羟基丙烯酸树脂体系1753中分别加入市售的分散剂S32500、实施例1、对比例1、实施例4的基于氮丙啶的分散剂制备得到的颜料浆配方：
表1-1颜料浆配方
Figure GDA0004042115500000161
Figure GDA0004042115500000171
表1-1所示的颜料浆的制备工艺如下：
在震荡瓶中依次投入分散剂、溶剂、颜料、聚酯树脂后搅拌均匀，投入一定量的玻璃珠(直径2-3mm)，放入震荡机中分散两小时，检测细度达标后，冷却，得到颜料浆。
测试表1-1所示的颜料浆的粘度及其在50℃环境的热稳定性数据，如表1-2所示：
表1-2颜料浆粘度及热稳定性测试
Figure GDA0004042115500000172
由表1-2可得，加入了实施例1的基于氮丙啶的分散剂的颜料浆2和颜料浆5、加入了实施例4的基于氮丙啶的分散剂的颜料浆4和颜料浆8的粘度更低，在50℃环境中的热稳定性优异，本发明的基于氮丙啶的分散剂中的氮丙啶官能团能够赋予颜料表面极好的吸附能力，同时单端羟基的聚丙烯酸酯能够赋予颜料颗粒之间有效的空间位阻使颜料颗粒在溶剂中分散均匀，不易沉降或聚集，粘度低。
将表1-1所示的颜料浆制备成色漆，色漆制备工艺如下：
羟基丙烯酸树脂与颜料浆混合，用高速搅拌机在5000rpm分散3min，分散完成后，加入溶剂、氨基树脂并搅拌均匀；过滤得到色漆。
根据上述的色漆制备工艺，将添加有钛白粉R706的颜料浆1-4按照羟基丙烯酸树脂：颜料浆：N3390固化剂：溶剂＝5:3:2:1.5的比例分别制备得到钛白R706色漆，即色漆1-4。
根据上述的色漆制备工艺，将添加有有机炭黑FW200的颜料浆5-8按照羟基丙烯酸树脂：颜料浆：N3390固化剂：溶剂＝6:1:2:1.5的比例分别制备得到FW200碳黑色漆，即色漆5-8。
用60μm绕丝棒分别将色漆1-8刮涂于聚酯片上，150℃下干燥30min，成膜，得到色漆聚酯片。
如表1-3是色漆1-8制备得到的色漆聚酯片的光泽、色相L/a/b和碳黑黑度值My的测试数据：
表1-3色漆光泽、色相和碳黑黑度值
Figure GDA0004042115500000181
由表1-3可得，在钛白R706色漆中，添加了实施例1基于氮丙啶的分散剂的色漆2和添加了实施例4基于氮丙啶的分散剂的色漆4的L值更大，白度更高，由于相比市售的分散剂和添加了对比例1的聚酯的分散剂，本发明的基于氮丙啶的分散剂的锚定端基吸附能力更高，所述基于氮丙啶的分散剂可更好稳定住研磨过程中被解开的颜料颗粒，可更好克服颜料颗粒之间的伦敦范德华力，避免颜料颗粒再聚集，色漆的光泽数据更好，颜料着色力体现更充分。在碳黑色漆中，添加了本发明的基于氮丙啶的分散剂的色漆5和色漆8的黑度值更大，这是因为本发明的基于氮丙啶的分散剂中的单端聚丙烯酸酯与高羟基丙烯酸酯的极性更匹配，折光指数也更接近，从而相容性更好，而对比例1的分散剂中的单端羧基聚酯与高羟基丙烯酸酯的相容性略差，折光指数也存在差异。
2、低羟基丙烯酸树脂体系颜料
分别采用市售的分散剂S32500、实施例3的基于氮丙啶的分散剂、对比例2的分散剂以及实施例4的基于氮丙啶的分散剂，加入含有DPP有机红的低羟基丙烯酸树脂体系颜料中，用于分散DPP有机红，并得到颜料浆9-12；分别采用市售的分散剂S32500、实施例3的基于氮丙啶的分散剂、对比例2的分散剂以及实施例4的基于氮丙啶的分散剂，加入含有碳黑FW200的低羟基丙烯酸树脂体系颜料中，用于分散碳黑FW200，并得到颜料浆13-16。
表2-1是在低羟基丙烯酸树脂2050体系颜料中分别加入市售分散剂S32500、实施例3、对比例2、实施例4的基于氮丙啶的分散剂制备得到的颜料浆配方：
表2-1颜料浆配方
Figure GDA0004042115500000191
Figure GDA0004042115500000201
表2-1所示的颜料浆制备工艺如下：
在震荡瓶中依次投入分散剂、溶剂、颜料、聚酯树脂后搅拌均匀，投入一定量的玻璃珠(直径2-3mm)，放入震荡机中分散两小时，检测细度达标后，冷却，得到颜料浆。
测试表2-1所示的颜料浆的粘度及其在50℃环境的热稳定性数据，如表2-2所示：
表2-2颜料浆粘度及热稳定性测试
Figure GDA0004042115500000202
由表2-2可得，加入了实施例3基于氮丙啶的分散剂的颜料浆10和颜料浆14、加入了实施例4基于氮丙啶的分散剂的颜料浆12和颜料浆16的粘度更低，热稳定性更优。
将表2-1所示的颜料浆制备成色漆，色漆制备工艺如下：
羟基丙烯酸树脂与颜料浆混合，用高速搅拌机在5000rpm分散3min，分散完成后，加入溶剂、氨基树脂并搅拌均匀；过滤得到色漆。
根据上述的色漆制备工艺，将添加有DPP有机红的颜料浆9-12按照羟基丙烯酸树脂：颜料浆：溶剂＝4:1.5：2的比例分别制备得到DPP有机红色漆，即色漆9-12。
根据上述的色漆制备工艺，将添加有有机炭黑FW200的颜料浆13-16按照羟基丙烯酸树脂：颜料浆：溶剂＝4:1:2的比例分别制备得到FW200碳黑色漆，即色漆13-16。
用60μm绕丝棒分别将色漆7-12刮涂于聚酯片上，150℃下干燥30min，成膜，得到色漆聚酯片。
如表2-3是色漆9-16制备得到的色漆聚酯片的光泽、色相L/a/b和碳黑黑度值My的测试数据：
表2-3色漆光泽、色相和碳黑黑度值
Figure GDA0004042115500000211
由表2-3可得，在DPP有机红色漆和FW200碳黑色漆中，添加了实施例3基于氮丙啶的分散剂的色漆8和添加了实施例4基于氮丙啶的分散剂的色漆11在光泽、展色、黑度值My等方面明显优于其他色漆，进一步验证了单端羧基聚丙烯酸酯形成的位阻链段与低羟基聚丙烯酸树脂的极性更相配，更适合应用于聚丙烯酸值树脂体系分散颜料。
综合上述不同树脂体系中的应用测试数据，本发明的基于氮丙啶的分散剂基于单端羧基聚丙烯酸酯，形成位阻链段，在颜料和填料的分散上具有比较理想的效果，尤其是在聚丙烯酸酯树脂体系，具有良好的分散效果。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (6)

1.一种基于氮丙啶的分散剂，其特征在于：
包括第一组分与第二组分反应得到的反应产物以及溶剂；
所述第一组分包括含有两个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物和/或含有三个氮丙啶基团的氮丙啶聚合物；
所述第二组分包括聚丙烯酸酯，所述聚丙烯酸酯包括含有单端羧基的基于烯键不饱和单体的均聚物或共聚物，其重均分子量为1000-20000。
2.根据权利要求1所述的基于氮丙啶的分散剂，其特征在于：
还包括第三组分，所述第三组分为扩链剂；
所述扩链剂为二元有机羧酸，其可选自芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸，或者，所述扩链剂为芳香族或脂肪族的小分子二元有机羧酸与内酯的开环聚合物，所述开环聚合物的重均分子量为500-3000；
所述基于氮丙啶的分散剂的制备方法为：将所述第一组分与第二组分溶于溶剂中发生反应，生成第一中间体；将所述第一中间体与所述第三组分混合，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
3.一种制备权利要求1所述的基于氮丙啶的分散剂的方法，其特征在于：
包括以下步骤：
将所述第一组分与第二组分溶于溶剂中发生反应，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
4.一种制备权利要求2所述的基于氮丙啶的分散剂的方法，其特征在于：
将所述第一组分与第二组分溶于溶剂中发生反应，生成第一中间体；
将所述第一中间体与所述第三组分混合，得到所述基于氮丙啶的分散剂。
5.权利要求1-2任一项所述的基于氮丙啶的分散剂在涂料、油墨用颜料和填料的任一领域的应用。
6.一种颜料浆，其特征在于：包括颜料和权利要求1-2任一项所述的基于氮丙啶的分散剂。
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