CN116496665B - 颜料润湿分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颜料润湿分散剂及其制备方法，颜料润湿分散剂包括以下重量份各组分制备而成：聚甲基丙烯酸甲酯类树脂1620‑810份，过氧化二异丙苯0.27‑135份，混合有机溶剂1079.73‑1755份；所述混合有机溶剂由强溶剂、弱溶剂和稀释剂混合而成。其可用于油墨和涂料中起颜料润湿和分散作用，在保证使用效果的同时，大幅降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是，涉及一种颜料润湿分散剂及其制备方法。
背景技术
现有技术中，由于丙烯酸类树脂无不饱和碳碳键，耐黄变性能优秀，而且侧位含有大量极性的官能团，对颜料粒子表面有良好的润湿和吸附作用，故常做为颜料润湿分散剂。作为颜料润湿分散剂的丙烯酸类树脂的分子量一般控制在6000-100000，因其聚合工艺需严密控制，故成本贵昂，售价一般在30-150元/kg，在油墨和涂料配方中的添加量一般是颜料用量的50-150%，是重要的配方成本；作为涂料成膜基料用的丙烯酸类树脂的分子量约为30000-300000，售价通在30-60元/kg；如Degussa之Degalan系列，Lucite之Elvactive，Dow之Paraloid；但作为普通热塑性加工的丙烯酸类树脂，如注塑级或挤出级，其分子量通常在300000左右，在市面有大规模供应，且价格只有20-30元/kg。能否将普通热塑性加工的丙烯酸类树脂制备成颜料润湿分散剂，从而降低生产成本，是本领域一个值得研究的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种颜料润湿分散剂及其制备方法，其可用于油墨和涂料中起颜料润湿和分散作用，在保证使用效果的同时，大幅降低生产成本。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种颜料润湿分散剂，包括以下重量份各组分制备而成：
聚甲基丙烯酸甲酯类树脂 810-1620份，
过氧化二异丙苯 0.27-135份，
混合有机溶剂 1079.73-1755份；
所述混合有机溶剂由强溶剂、弱溶剂和稀释剂混合而成。
优选的，包括以下重量份各组分制备而成：
聚甲基丙烯酸甲酯类树脂 950-1450份，
过氧化二异丙苯 0.54-27份，
混合有机溶剂 1200-1455份。
优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为注塑级或挤出级。
优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为中国台湾奇美的CM-207、CM-211，日本三菱丽阳的MF001，或韩国LG的IH830L。
优选的，所述强溶剂为丁酮或丙酮，酯类弱溶剂为乙酸乙酯或乙酸甲酯，稀释剂为甲苯或丙二醇甲醚醋酸酯。
优选的，还包括质量份为270-1080份的聚氧乙烯醚。
优选的，还包括质量份为420-680份的聚氧乙烯醚
优选的，所述聚氧乙烯醚为蓖麻油聚氧乙烯醚。
本发明还包括上述任一项所述颜料润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
S101. 用部分弱溶剂将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂；
S102. 将强溶剂和稀释剂加入反应釜，缓慢升温至50-60℃；
S103. 向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至120-125℃，维持10-30min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解；
S104. 将S101制备的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中；在120-125℃保温10-30min；
S105. 将反应釜降温至60℃后，加入剩余弱溶剂；
S106. 将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得。
进一步的，所述步骤S105中，还加入有质量份为540-1080份的聚氧乙烯醚。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：采用本发明制备的颜料润湿分散剂制备的涂料和油墨的色浆，效果优于市售颜料分散剂的效果，其成本只有市售的丙烯酸类颜料润湿分散剂30-45%，将其应用于生产中，可大幅降低生产成本；本发明中，过氧化二异丙苯可对聚甲基丙烯酸甲酯类树脂进行断链，制成低分子量的丙烯酸类树脂，变成颜料润湿分散剂，用于涂料或油墨配方中；同时，蓖麻油聚氧乙烯醚具有协同分散作用，可以保证应用时颜料粒子更细、在溶剂体系中的粘度更稳定。
实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种颜料润湿分散剂，包括以下重量份各组分制备而成：聚甲基丙烯酸甲酯类树脂810-1620份，过氧化二异丙苯0.27-135份，混合有机溶剂1079.73-1755份；所述混合有机溶剂由强溶剂、弱溶剂和稀释剂混合而成。
具体的，包括以下重量份各组分制备而成：聚甲基丙烯酸甲酯类树脂950-1450份，过氧化二异丙苯0.54-27份，混合有机溶剂1200-1455份。所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为注塑级或挤出级。所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为中国台湾奇美的CM-207、CM-211，日本三菱丽阳的MF001，或韩国LG的IH830L。所述强溶剂为丁酮或丙酮，酯类弱溶剂为乙酸乙酯或乙酸甲酯，稀释剂为甲苯或丙二醇甲醚醋酸酯。还包括质量份为270-1080份的聚氧乙烯醚。还包括质量份为420-680份的聚氧乙烯醚所述聚氧乙烯醚为蓖麻油聚氧乙烯醚。
上述任一项所述颜料润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
S101. 用部分弱溶剂将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂；
S102. 将强溶剂和稀释剂加入反应釜，缓慢升温至50-60℃；
S103. 向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至120-125℃，维持10-30min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解；
S104. 将S101制备的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中；在120-125℃保温10-30min；
S105. 将反应釜降温至60℃后，加入剩余弱溶剂；
S106. 将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得。
进一步的，所述步骤S105中，还加入有质量份为540-1080份的聚氧乙烯醚。
以下实施例中，采用的各组分具体为：
过氧化二异丙苯：分子式：C18H22O2，CAS No.：80-43-3；
聚甲基丙烯酸甲酯类树脂：英文简称PMMA ，CAS No.： 25188-98-1；
蓖麻油聚氧乙烯醚：辽阳奥克聚醚有限公司，EL-20型，CAS No.：61791-12-6；
无机颜料W-6：国际颜料索引号C.I. Pigment White 6, CAS NO: 13463-67-7；
无机颜料BK-7：国际颜料索引号C.I. Pigment Black 7, CAS NO: 1333-86-4；
韩华CP-450：氯乙烯-醋酸乙烯二元共聚物, CAS NO: 9003-22-9；
有机颜料G-7：国际颜料索引号C.I. Pigment Green 7, CAS NO: 1328-53-6。
实施例
制备颜料润湿分散剂S-1
根据表1.1中各组分含量，首先用部分乙酸乙酯将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂备用；然后将丁酮和甲苯加入反应釜，缓慢升温至60℃；再向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至120℃，维持10min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解后；将制备好的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中，120℃保温10min；再将反应釜降温至60℃后，加入剩余乙酸乙酯和聚氧乙烯醚；最后将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得颜料润湿分散剂S-1。
实施例
制备颜料润湿分散剂S-2
根据表2.1中各组分含量，首先用部分乙酸乙酯将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂备用；然后将丁酮和甲苯加入反应釜，缓慢升温至60℃；再向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至120℃，维持10min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解后；将制备好的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中，120℃保温10min；再将反应釜降温至60℃后，加入剩余乙酸乙酯和聚氧乙烯醚；最后将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得颜料润湿分散剂S-2。
实施例
制备颜料润湿分散剂S-3
根据表3.1中各组分含量，首先用部分乙酸甲酯将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂备用；然后将丁酮和甲苯加入反应釜，缓慢升温至60℃；再向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至125℃，维持30min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解后；将制备好的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中，125℃保温30min；再将反应釜降温至60℃后，加入剩余乙酸甲酯和聚氧乙烯醚；最后将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得颜料润湿分散剂S-3。
实施例
制备颜料润湿分散剂S-4
根据表4.1中各组分含量，首先用部分乙酸乙酯将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂备用；然后将酮类强溶剂和苯类稀释剂加入反应釜，缓慢升温至55℃；再向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至125℃，维持30min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解后；将制备好的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中，125℃保温30min；再将反应釜降温至60℃后，加入剩余乙酸乙酯和聚氧乙烯醚；最后将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得颜料润湿分散剂S-4。
实施例
制备颜料润湿分散剂S-5
根据表5.1中各组分含量，首先用部分乙酸乙酯将氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂备用；然后将酮类强溶剂和苯类稀释剂加入反应釜，缓慢升温至50℃；再向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至125℃，维持10min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解后；将制备好的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中，125℃保温10min；再将反应釜降温至60℃后，加入剩余乙酸乙酯和聚氧乙烯醚；最后将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得颜料润湿分散剂S-5。
实施例6-20
制备涂料用色浆
按照表6分别制备涂料色浆，其中，无机颜料W-6采用龙佰 R-996，研磨树脂采用DEGAROUTE 61/12，对比例1采用市售颜料润湿分散剂A，实施例6-10分别采用实施例1-5制备的颜料润湿分散剂S-1~S-5，对制备的涂料色浆分别进行检测，获得下表7：
实施例11-15
制备油墨用色浆
按照表8 分别制备油墨色浆，其中，无机颜料BK-7采用DEGUSSA BP900，研磨树脂采用韩华CP-450，对比例2采用市售颜料润湿分散剂A，实施例11-15分别采用实施例1-5制备的颜料润湿分散剂S-1~ S-5，对制备的涂料色浆分别进行检测，获得下表9：
实施例16-20
制备油墨用色浆
按照表10分别制备涂料色浆，其中，有机颜料G-7采用DIC sunfast 264-7700，研磨树脂采用韩华CP-450，对比例1采用市售颜料润湿分散剂A，实施例6-10分别采用实施例1-5制备的颜料润湿分散剂S-1~ S-5，对制备的涂料色浆分别进行检测，获得下表11：
表7、9、11的评价标准为：着色力：反映颜料的综合细度，以对比例为基准，数值越高表示同样重量的颜料发挥出的颜色越强；
最大颗粒：混合物中能宏观测量出的最大颗粒，以μm为单位，采用细度刮板计法，最大颗粒越小越好；
鲜艳度：颜色的饱和度，越鲜艳越好；对于白色，体现为蓝光好、黄光差；对于黑色，体现为黑度和亮度，越黑越好，越亮越好；
低温稳定性：油墨或涂料在低温气候的储存和运输过程的稳定性，不应出现沉淀、分层、结团等现象，通常采用加速条件来测试，加速条件为-5℃*40天；
高温稳定性：油墨或涂料在高温气候的储存和运输过程的稳定性，不应出现沉淀、分层、结团等现象，通常采用加速条件来测试，加速条件为40℃*40天。
通过上述检测结果可以看出，采用本发明的实施例制备的颜料润湿分散剂S-1制备的涂料和油墨的色浆，基本可以达到市售颜料分散剂的同等效果，而添加有聚氧乙烯醚的S-2~S-5其使用效果各方面均远优于市售颜料分散剂；对比S-1和S-2的应用例可以看出，通过添加聚氧乙烯醚，利用其协同分散作用，制得颜料润湿分散剂具有更好的使用效果，且在低温和高温稳定性检测中，随着温度的变化，使用S-2的涂料和油墨比S-1具有更稳定的粘度；经过核算，本发明制备的颜料分散剂成本仅是市售颜料润湿分散剂A的35-40%，将本发明中颜料润湿分散剂应用于生产中，可大幅降低生产成本。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种颜料润湿分散剂，其特征在于，包括以下重量份各组分制备而成：
聚甲基丙烯酸甲酯类树脂 810-1620份，
过氧化二异丙苯 0.27-135份，
混合有机溶剂 1079.73-1755份；
所述混合有机溶剂由强溶剂、弱溶剂和稀释剂混合而成；
所述颜料润湿分散剂由以下制备方法制备而成，包括步骤：
S101. 用部分弱溶剂将过氧化二异丙苯溶解成重量分数为5%的过氧化二异丙苯溶剂；
S102. 将强溶剂和稀释剂加入反应釜，缓慢升温至50-60℃；
S103. 向反应釜中投入聚甲基丙烯酸甲酯类树脂，搅拌并升温至120-125℃，维持10-30min至聚甲基丙烯酸甲酯类树脂完全溶解；
S104. 将S101制备的过氧化二异丙苯溶剂缓慢加入反应釜中；在120-125℃保温10-30min；
S105. 将反应釜降温至60℃后，加入剩余弱溶剂；
S106. 将反应釜继续降温至40℃后，过滤即得。
2.如权利要求1所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，包括以下重量份各组分制备而成：
聚甲基丙烯酸甲酯类树脂 950-1450份，
过氧化二异丙苯 0.54-27份，
混合有机溶剂 1200-1455份。
3.如权利要求1所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为注塑级或挤出级。
4.如权利要求3所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯类树脂为中国台湾奇美的CM-207、CM-211，日本三菱丽阳的MF001，或韩国LG的IH830L。
5.如权利要求1所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，所述强溶剂为丁酮或丙酮，弱溶剂为乙酸乙酯或乙酸甲酯，稀释剂为甲苯或丙二醇甲醚醋酸酯。
6.如权利要求1所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，还包括质量份为270-1080份的聚氧乙烯醚。
7.如权利要求6所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，还包括质量份为420-680份的聚氧乙烯醚。
8.如权利要求6所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，所述聚氧乙烯醚为蓖麻油聚氧乙烯醚。
9.如权利要求1所述的颜料润湿分散剂，其特征在于，所述步骤S105中，还加入有质量份为540-1080份的聚氧乙烯醚。
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