CN118271507A - 一种含改性颗粒的水性分散体及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于分散体技术领域，提供了一种含改性颗粒的水性分散体及其制备方法和应用，本发明先将疏水单体溶于有机溶剂得到预混液A，将水溶性盐基单体溶于水中得到预混液B，再将预混液A、预混液B和引发剂混合，在惰性氛围中，通过聚合反应，制得含盐基分散剂，含盐基分散剂能够进一步用于制备水性分散体，无需先经过盐化，使用更为方便，操作简单，所制得的含改性颗粒的水性分散体具有良好的稳定性。

Description

一种含改性颗粒的水性分散体及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及分散体技术领域，更具体地，涉及一种含改性颗粒的水性分散体及其制备方法和应用。

背景技术

分散体应用在许多行业，例如涂料、印刷油墨、能源电池、纺织印花、喷墨墨水、农药、医药、化妆品、食品等。分散体一般包括溶媒、固体颗粒、分散剂及可选择性添加的助剂等，水性分散体的溶媒为水。对于无法溶于水的固体颗粒，为了使其能够均匀混合在溶媒中形成稳定的分散体，这种固体颗粒一般需要先经过特殊的工艺来达成。分散剂用来使颗粒能稳定分散在溶媒中，其结构包括亲固体颗粒的不溶链段及亲溶媒的可溶链段。分散剂一般是高分子分散剂，是由亲固体颗粒单体与亲溶媒单体聚合得到，其中，亲固体颗粒的不溶链段对颗粒表面进行锚定吸附，亲溶媒的可溶链段则利用可解离基产生静电斥力，或是利用空间位阻使颗粒分散稳定。

但是，分散体中的固体颗粒容易因为传统分散剂的脱附或溶解度下降，导致分散稳定性下降。造成分散剂脱附或溶解度下降的原因，主要来自分散体操作环境(例如分散剂易在高温热运动造成热脱附失效，低温溶解度下降而析出脱附失效)，或受到配方中的助剂影响(例如渗透剂、消泡剂、流平剂、润湿剂或表面张力调节剂等，这些助剂极易与分散剂发生竞争吸附或竞争溶解，导致分散剂脱附或溶解度下降而失效)，或受到外力作用(例如离心力、喷射推进力、输送泵、研磨等)。目前稳定分散体的改性颗粒的方法有两种，一是颗粒自分散工艺；二是颗粒包覆工艺。第一种自分散工艺如专利CN1436217A及CN1130430C所揭露，是将分散基(亲溶媒可溶链段)藉由化学反应接枝在固体颗粒表面，使颗粒自带分散基能稳定分散在溶媒中。但该工艺有一个严重的缺陷，就是固体颗粒表面如果没有可反应的官能基，便无法采用此工艺。自分散工艺的可用范围受到严重限制。此外，由于在固体颗粒表面进行化学嫁接反应，可能导致固体颗粒的物理或化学性质改变，造成固体颗粒功能降低或失效。

第二种包覆工艺是利用分散剂经盐化后，对颗粒进行包覆改性，提高改性颗粒在水中的溶解度，得到水性分散体。如专利WO2005061087A1采用酸基单体溶于有机溶剂中，进行聚合后得到含羧酸基的分散剂，在制备分散体时，需先让分散剂上的羧酸基进行酸碱中和(盐化)来提高对水溶解度以及产生静电斥力，再对固体颗粒进行包覆，利用分散剂的静电斥力来实现稳定分散。但是，由于现有的分散剂一般在有机溶剂体系中制得，因此采用了可溶于有机溶剂的含酸基单体，但是所制得的分散剂需要先经过盐化，使其溶于水后才能够用于水性体系，步骤繁琐。

因此，亟需开发一种分散剂，无需先进行盐化，可溶于水中，直接使用，操作简便，并能够有效提高水性分散体的稳定性。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种含改性颗粒的水性分散体及其制备方法和应用。本发明通过调整分散剂的制备方法，所制得的含盐基分散剂可以直接溶于水中，可进一步用于制备分散体，利用盐基解离产生的静电斥力以使固体颗粒在水中稳定存在，含盐基分散剂无需先经过盐化，操作简便。

本发明的第一方面提供一种含盐基分散剂的制备方法。

具体地，一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

将疏水单体溶于有机溶剂中得到预混液A，将水溶性盐基单体溶于水中得到预混液B，然后再将预混液A、预混液B和引发剂混合，在惰性气氛中，发生聚合反应，除去溶剂后，制得所述含盐基分散剂。

本发明将疏水单体溶于有机溶剂得到预混液A，将水溶性盐基单体溶于水中得到预混液B，再将预混液A、预混液B混合并加入引发剂，发生聚合反应，制得含盐基分散剂，所制得的含盐基分散剂含有疏水链段，可使分散剂锚定在颗粒表面，而且分散剂还含有亲水链段，可使颗粒在水中稳定分布，另外，分散剂还含有盐基，在制备分散体时，无需先进行盐化来提高对水溶解度，盐基本身在水中可解离并形成静电斥力稳定分散。

“盐基”是指酸基与碱基中和反应后形成的基团。含盐基分散剂能溶于水，并在水中解离产生静电斥力，使颗粒分散稳定。

优选地，所述发生聚合反应至疏水单体和水溶性盐基单体的总残留量小于3％时终止反应。

优选地，采用HPLC高效液相色谱仪检测疏水单体和水溶性盐基单体的总残留量。

优选地，还包括将亲水性非盐基单体溶于亲水性溶剂中，并与预混液A、预混液B和引发剂混合。

优选地，添加占总单体质量0.1％的自由基抑制剂(如对苯二酚、二丁基羟基甲苯、对羟基苯甲醚、二叔丁基对甲苯酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种)以终止反应。

总单体为疏水单体和水溶性盐基单体之和。

优选地，通过减压蒸馏除去溶剂。

优选地，所述聚合反应的温度为50-120℃，和/或所述聚合反应的时间为3-7h。

优选地，所述水为去离子水。

优选地，所述有机溶剂为能与水互溶，且与水溶性盐基单体能互溶或部分互溶的有机溶剂。

进一步优选地，所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃、二丙二醇、吡啶、2-吡咯烷酮(2P)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)、二甲基亚砜(DMSO)中的至少一种。

优选地，所述水与有机溶剂的质量比为0.2-1.4。若水与有机溶剂的质量比大于1.4，容易导致疏水性单体溶解度变差，不利于反应进行；反之，当水与有机溶剂的质量比小于0.2，则水溶性盐基单体的溶解度变差，不利于反应进行。

进一步优选地，所述水与有机溶剂的质量比为0.25-1.2。

更优选地，所述水与有机溶剂的质量比为0.3-1.0。

优选地，所述疏水单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、(丙氧基)₂壬基苯酚丙烯酸酯、(乙氧基)₄壬基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸双环戊二烯酯、丙烯酸异葵酯、甲基丙烯酸异葵酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、间苯氧苯甲基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯中的至少一种。

优选地，所述水溶性盐基单体包括水溶性阴离子盐基单体、水溶性阳离子盐基单体、水溶性阴阳离子盐基单体中的至少一种。

优选地，所述水溶性阴离子盐基单体为羧酸盐单体。

进一步优选地，所述水溶性阴离子盐基单体为丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、衣康酸盐、马来酸盐、富马酸盐、柠康酸盐、乙烯基苯甲酸盐、β-(丙烯酰氧)丙酸盐、2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸盐中的至少一种。

优选地，所述水溶性阳离子盐基单体为胺盐单体(如烯丙基胺盐、甲基烯丙基胺盐、(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺盐、(2-氨基乙基)丙烯酰胺盐、(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐、(3-氨基丙基)丙烯酰胺盐、乙烯基苯胺盐、乙烯基苄胺盐中的至少一种)、季铵盐单体(如丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐、丙烯酰氧烷基季铵盐、甲基丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基季铵盐、甲基丙烯酰胺烷基季铵盐、二烯丙基季铵盐、二甲基二烯丙基季铵盐中的至少一种)、吗啉盐单体、吡啶盐单体(如苯乙烯吡啶盐)、咪唑盐单体(如乙烯基咪唑盐)、哌嗪盐单体和喹啉盐单体中的至少一种。

优选地，所述水溶性阴阳离子盐基单体为氨基酸盐单体(如甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱盐单体、L-烯丙基甘氨酸盐单体、S-烯丙基-L-半胱氨酸盐单体中的至少一种)、甜菜碱盐单体(如甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱盐单体、丙烯酰丙基羧基甜菜碱盐单体中的至少一种)、羧酸内铵盐单体、磺酸内铵盐单体、氨基硫酸酯盐单体、磷酸酯内铵盐单体中的至少一种。

优选地，所述亲水性非盐基单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇、二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯、丙烯酰吗啉、乙烯基咪唑、丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯中的至少一种。

优选地，所述引发剂包括自由基引发剂和/或氧化还原引发剂。

优选地，所述自由基引发剂包括偶氮二异庚腈(Vazo52)、偶氮二异丁腈(Vazo64)、偶氮二异戊腈(Vazo67)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐(Vazo56)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(Vazo44)、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二甲基N-2-羟丁基丙酰胺(Vazo86)、偶氮二环己基甲腈(Vazo88)和偶氮二氰基戊酸(Vazo68)、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的至少一种。

优选地，所述氧化还原引发剂包括过硫酸铵/亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化氢/氯化亚铁、过氧化苯甲酰/N,N-二乙基苯胺中的至少一种。

本发明的第二方面提供一种含盐基分散剂的应用。

一种含盐基分散剂在制备分散体中的应用，所述含盐基分散剂含有至少一个可交联的盐基。

本发明提供的含盐基分散剂，可交联盐基随机分布在分散剂结构任意位置，不限定于亲颗粒疏水链段或可溶化亲水链段，且使用的交联剂不需限定对水溶解度。此外，本发明的含盐基分散剂上的可交联盐基已经完全盐化无酸值，同时具有与水相溶能力，并能产生静电斥力使颗粒分散稳定，静电斥力的稳定作用强，且生产容易及成本低廉，能够很好地应用于制备稳定的分散体。

优选地，所述可交联的盐基包括阴离子盐基、阳离子盐基、阴阳离子盐基中的至少一种。

优选地，所述阴离子盐基包括羧酸盐基。

优选地，所述阳离子盐基包括胺盐基、季铵盐基、吗啉盐基、吡啶盐基、咪唑盐基、哌嗪盐基和喹啉盐基中的至少一种。

优选地，所述阴阳离子盐基包括氨基酸盐基、甜菜碱盐基、羧酸内铵盐基、磺酸内铵盐基、氨基硫酸酯盐基、磷酸酯内铵盐基中的至少一种。

本发明的第三方面提供一种改性颗粒。

一种改性颗粒，包括颗粒和颗粒表面的包覆物，所述包覆物的原料组分包括所述含盐基分散剂和交联剂，所述交联剂含有至少两个可与含盐基分散剂的盐基反应的交联基团。

优选地，所述可与含盐基分散剂的盐基反应的交联基团包括环氧基、胺基、羟基、羟烷基酰胺、异氰酸酯基、氮丙啶基、碳化二亚胺基、硫醇基、醛基、酮基、环氧基、酸酐基、异氰酸酯基、酯基、乙酰乙酰氧基、活性烯基、羟烷基酰胺、β-二酮酯基中的至少一种。其中，环氧基、胺基、羟基、羟烷基酰胺、异氰酸酯基、氮丙啶基、碳化二亚胺基、硫醇基可与阴离子基团交联；醛基、酮基、环氧基、酸酐基、异氰酸酯基、酯基、乙酰乙酰氧基、活性烯基、羟烷基酰胺、β-二酮酯基可与阳离子基团交联。

优选地，所述交联剂包括环氧基交联剂(如己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、山梨醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、山梨醇四缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚丙三醇缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、二甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(DENACOL EX-321)、三缩水甘油基对氨基苯酚、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、4,4'-亚甲基二(N,N-二缩水甘油基苯胺)、季戊四醇缩水甘油醚或山梨醇六缩水甘油醚、带环氧基低聚物、带环氧基聚合物中的至少一种)、异氰酸酯基交联剂(如二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻苯二甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种)、胺基交联剂(如C2-C18脂肪二胺、C3-C18脂肪三胺、联苯四胺、三(2-氨基乙基)胺、双(六亚甲基)三胺、季戊四胺、4,9-二恶-1,12十二烷二胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、羟烷基酰胺Primid系列、聚碳化二亚胺PICASSIAN系列、氮丙啶衍生物、胺基聚合物、聚醚多元胺中的至少一种)、氮丙啶交联剂(如德国拜耳XAMA-7、斯塔尔公司的XR-2500、科莱恩公司AqualenAKU中的至少一种)、酸酐基交联剂(如马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐低聚物、丙烯酸酯-马来酸酐低聚物、邻苯二酸酐、醋酸酐、琥珀酸酐、带酸酐基聚合物中的至少一种)中的至少一种。

优选地，所述改性颗粒包括如下原料组分：

颗粒、所述含盐基分散剂、交联剂。

进一步优选地，按照重量份计，所述改性颗粒包括如下原料组分：

颗粒10-35份、

含盐基分散剂5-25份、

交联剂0.5-5份。

更优选地，按照重量份计，所述改性颗粒包括如下原料组分：

颗粒15-30份、

含盐基分散剂10-20份、

交联剂1-3份。

优选地，所述颗粒包括色料颗粒、无机颗粒、金属颗粒、药物颗粒、食品颗粒、塑料颗粒中的至少一种。

优选地，所述色料颗粒包括有机颜料、无机颜料、分散染料中的至少一种。

优选地，所述有机颜料包括PB15:1、PB15:2、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PY12、PY13、PY74、PY138、PY139、PY150、PY151、PY155、PY180、PY183、PY185、PY194、PV19、PV23、PR122、PR146、PR176、PR177、PR254、PR269、PG7、PG36、PG58中的至少一种。

优选地，所述无机颜料包括碳黑PK7、锰铁黑PBr26、铜铬黑PBk28、钛铬黑PBr29、二氧化钛PW6、氧化锌、碳酸钙、硫化锌或硫酸钡、钴蓝PB28、钴铬蓝PB36、氧化铁蓝、钴绿PG50、氧化铁绿、钛镍黄PY53、氧化铁黄、锌铁黄锰PY119、钛铬棕PBr24、铁锌铬棕PBr33、氧化铁红PR101、氧化铁红PR130、镉红PR108、钼铬红中的至少一种。

优选地，所述分散染料包括红色分散染料(如红色分散染料1、11、22、50、60、65、74、92、146、239中的至少一种)、黄色分散染料(如黄色分散染料7、23、42、51、54、60、65、82、98、114、160、211中的至少一种)、棕色分散染料(如棕色分散染料1、5、19、21、27、30中的至少一种)、橙色分散染料(如橙色分散染料25、37、119中的至少一种)、蓝色分散染料(如蓝色分散染料14、26、56、60、72、91、165、359、360、366中的至少一种)中的至少一种。

优选地，所述无机颗粒包括玻璃颗粒、陶瓷颗粒、金属化合物颗粒、金属氧化物颗粒、磁性颗粒、无机化合物颗粒中的至少一种。

优选地，所述金属颗粒包括铜颗粒、银颗粒、金颗粒、钯颗粒、锌颗粒、镍颗粒、锡颗粒、钢颗粒、铁颗粒、铝颗粒中的至少一种。

优选地，所述药物颗粒包括活性医药颗粒和/农药颗粒。

优选地，所述食品颗粒包括植物颗粒(如麦粉、豆粉、榖粉等)和/或动物颗粒(如奶粉、骨粉、肉粉)。

优选地，所述塑料颗粒包括聚酯颗粒、聚醚颗粒、聚苯乙烯颗粒、聚氨酯树脂颗粒、聚酰胺树脂颗粒、环氧树脂颗粒、松香树脂颗粒、醇酸树脂颗粒、醛酮树脂颗粒、聚碳酸酯颗粒、聚乙烯颗粒、聚氯乙烯颗粒、聚丙烯颗粒、聚丙烯酸树脂颗粒中的至少一种。

本发明的第四方面提供一种含改性颗粒的水性分散体。

一种含改性颗粒的水性分散体，所述分散体的原料组分包括：颗粒、水、含盐基分散剂、交联剂。

优选地，按照重量份计，所述含改性颗粒的水性分散体的原料组分包括：

进一步优选地，按照重量份计，所述含改性颗粒的水性分散体的原料组分包括：

本发明的第五方面提供一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法。

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

将水、含盐基分散剂和颗粒混合，得到预分散溶液，再加入交联剂，发生交联反应，制得所述含改性颗粒的水性分散体。

本发明先利用水、含盐基分散剂和颗粒混合，得到预分散溶液，含盐基分散剂中疏水单体构成的不溶链段锚定可以吸附于颗粒表面，再加入交联剂后，交联剂与吸附在颗粒表面的含盐基分散剂发生交联反应，并包覆颗粒，得到含改性颗粒的分散体，改性颗粒的表面有包覆物，包覆物中的亲水链段能够使改性颗粒溶于水中，并解离产生静电斥力维持分散体的稳定性。

优选地，所述交联反应的温度为40-70℃，和/或所述交联反应的时间为3-10h。

进一步优选地，所述交联反应的温度为50-60℃，和/或所述交联反应的时间为6-8h。

优选地，所述交联反应还包括加入催化剂。加入催化剂可加快交联反应。

优选地，所述催化剂包括酸(如盐酸、硝酸、醋酸、Nacure系列中的至少一种)、碱(如氢氧化钠和/或乙醇胺)、有机锡(如二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二油酸二丁基锡中的至少一种)、有机锌(如异辛酸锌)、有机钛(如钛酸四丁酯)中的至少一种。

优选地，所述含改性颗粒的水性分散体还包括助剂。

优选地，所述助剂包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、pH调整剂、消泡剂、流平剂中的至少一种。

优选地，所述将水、含盐基分散剂和颗粒混合后，还包括均质。

优选地，所述均质为采用双辊捏合、三辊捏合、均质混合机、球磨机、震荡机、砂磨机、高压均质机中的一种方式将颗粒粉碎或研磨分散。

本发明的第六方面提供一种含改性颗粒的水性分散体的应用。

一种含改性颗粒的水性分散体在涂料、印刷油墨、能源电池、纺织印花、喷墨墨水、农药、医药、化妆品、食品中的应用。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明先将疏水单体溶于有机溶剂中得到预混液A，将水溶性盐基单体溶于水中得到预混液B，然后再将预混液A、预混液B和引发剂混合，在惰性气氛中，发生聚合反应，除去溶剂后，制得含盐基分散剂，含盐基分散剂能够进一步用于使颗粒能稳定分散在水中，其结构由疏水单体构成的不溶链段锚定吸附于颗粒表面，以及亲水单体构成的可溶化链段形成静电斥力或空间位阻使颗粒稳定分散。本发明所提供的含盐基分散剂能够直接用于制备水性分散体，无需先经过盐化，因此，使用更为方便，操作简单；另外，本发明所制得的含盐基分散剂为高分子分散剂，能够实现多点锚定，吸附在颗粒表面的分子链长，同时含有多个交联基团，容易与交联剂反应形成网状包覆。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1

一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂50g异丙醇，加热至70℃；然后将50g衣康酸钾盐与200g去离子水混合溶解得到预混液A，以及175g甲基丙烯酸苄酯与100g2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含盐基分散剂SA1。

实施例2

一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂100g异丙醇与100g烯丙基聚氧乙烯醚APEG2000，加热至70℃至完全溶解；然后将31g甲基丙烯酸钾盐与150g去离子水混合溶解得到预混液A，以及88g甲基丙烯酸苄酯与150g 2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含盐基分散剂SA2。

实施例3

一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂50g异丙醇，加热至70℃；然后将35.7gβ-(丙烯酰氧)丙酸钠盐与150g去离子水混合溶解得到预混液A，以及198g(乙氧基)4壬基苯酚丙烯酸酯与150g 2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含盐基分散剂SA3。

实施例4

一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂50g 2-吡咯烷酮、100g异丙醇与100g烯丙基聚氧乙烯醚APEG2000，加热至70℃至完全溶解；然后将37.2g丙烯酰胺盐酸盐与100g去离子水混合溶解得到预混液A，以及83.3g苯乙烯与150g 2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含盐基分散剂SA4。

实施例5

一种含盐基分散剂的制备方法，包括如下步骤：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂100g异丙醇，加热至70℃；然后将46.2g马来酸钾盐与100g去离子水混合溶解得到预混液A，以及192g 2-苯氧基乙基丙烯酸酯与150g 2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含盐基分散剂SA5。

对比例1

本对比例提供一种分散剂的制备方法，同实施例1，区别在于，将预混液A(衣康酸钾盐与水)更换为衣康酸与2-吡咯烷酮的混合溶液，具体包括如下步骤：在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入溶剂50g异丙醇，加热至70℃；然后将50g衣康酸与200g 2-吡咯烷酮混合溶解得到预混液A，以及175g甲基丙烯酸苄酯与100g 2-吡咯烷酮混合得到预混液B；再将50g 2-吡咯烷酮及11g偶氮二氰基戊酸混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加占总单体质量0.1％的对苯二酚终止反应，得到非盐基分散剂溶液CA0；然后减压蒸馏去除溶剂得到非盐基分散剂CA1。

应用例1

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将75份去离子水与10份分散剂SA1加入搅拌至完全溶解，再加入15份PY74颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体DP1-0；

(2)然后将得到的颜料未改性分散体导入搅拌槽中，在搅拌下升温至50℃，再滴加1.0份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚交联剂，进行交联反应并持续搅拌6h后降到室温；

(3)再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的交联副产物去除，得到包覆改性的水性颜料分散体DP1-1。

应用例2

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将65份去离子水与15份分散剂SA2加入搅拌至完全溶解，再加入20份PB15:3颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体DP2-0；

(2)然后将得到的颜料未改性分散体导入搅拌槽中，在25℃搅拌下滴加2.0份瑞士EMS公司Primid QM 1260羟烷基酰胺交联剂后，升温至50℃进行交联反应并持续搅拌6h后降到室温；

(3)再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的交联副产物去除，得到包覆改性的水性颜料分散体DP2-1。

应用例3

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将75份去离子水与10份分散剂SA3加入搅拌至完全溶解，再加入15份PR122颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体DP3-0；

(2)然后将得到的颜料未改性分散体导入搅拌槽中，在搅拌下升温至50℃，滴加1.0份新戊二醇二缩水甘油醚交联剂，进行交联反应并持续搅拌6h后降到室温；

(3)再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的交联副产物去除，得到包覆改性的水性颜料分散体DP3-1。

应用例4

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将75份去离子水与10份分散剂SA4加入搅拌至完全溶解，再加入15份PY74颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体DP4-0；

(2)然后将得到的颜料未改性分散体导入搅拌槽中，在搅拌下升温至60℃，滴加1.0份1,6-己二醇二缩水甘油醚交联剂，进行交联反应并持续搅拌6h后降到室温；

(3)再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的交联副产物去除，得到包覆改性的水性颜料分散体DP4-1。

应用例5

一种含改性颗粒的水性分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将50份去离子水与20份分散剂SA5加入搅拌至完全溶解，再加入30份PR122颜料混合搅拌至均匀后，导入研磨机中将颜料粒径研磨至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体DP5-0；

(2)然后将得到的颜料未改性分散体导入搅拌槽中，在搅拌下升温至50℃，滴加3.0份荷兰斯塔尔Picassian XL-702碳化二亚胺交联剂，进行交联反应并持续搅拌6h后降到室温；

(3)再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的交联副产物去除，得到包覆改性的水性颜料分散体DP5-1。

对比应用例1-3

对比应用例1-3分别为上述制得的颜料未改性分散体DP1-0-DP3-0。

对比应用例4

一种分散体的制备方法，包括如下步骤：

将75份去离子水与10份非盐基分散剂CA1(对比例1)混合搅拌无法溶解，再加入15份PY74颜料混合搅拌后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎，无法达到100-120nm的目标粒径，且所得到分散体常温下发生颜料沉降分层。

对比应用例5

一种分散体的制备方法，包括如下步骤：

将57份去离子水与28份非盐基分散剂溶液CA0(相当于10份对比例1的CA1有效份)混合搅拌，非盐基分散剂析出，无法溶解，再加入15份PY74颜料混合搅拌后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎，无法达到100-120nm的目标粒径，且所得到分散体常温下发生颜料沉降分层。

对比应用例6

一种分散体的制备方法，包括如下步骤：

将对比例1中的非盐基分散剂20g CA1(对比例1)与30g 2-吡咯烷酮溶剂混合溶解后，再滴入NaOH水溶液进行盐化中和至pH＝9左右，再加入去离子水调节分散剂固含量至25％，得到含2-吡咯烷酮的盐基分散剂水溶液CAP。然后取40份前述盐基分散剂水溶液CAP与45份去离子水混合，再加入15份PY74颜料混合搅拌后，导入研磨机中将颜料粒径研磨至100-120nm后停止，得到颜料未改性分散体CP3-0。

产品效果测试

1、耐老化性能

加速老化测试：是将分散体置于60℃的高温环境7天，加速分散剂热脱附使色料凝聚，检测分散体的粒径变化及黏度变化。质量(QC)评判标准：老化后改性粒径D50变化小于10％及黏度变化小于10％，变化量越小，则表明耐老化性能越好。粒径检测，采用英国马尔文(Malvern)Nano S90纳米粒径仪。黏度检测，采用美国博勒飞(Brookfield)DV2T锥板粘度计。测试结果如下表所示。

表1各应用例和对比应用例的耐老化测试结果对比

老化测试数据显示，应用例1-5中含改性颗粒的水性分散体，其粒径变化率显著降低。对比应用例1-3和对比应用例6中未改性分散体的分散剂热脱附严重，粒径变化明显增大。说明经过改性包覆的分散体，分散剂的热脱附有效被抑制。另外，虽然对比应用例1-3和对比应用例6中颜料未改性分散体中的分散剂热脱附严重，但分散体仍处于相对稳定状态，并未发生如对比应用例4-5(采用对比例1的CA1)分层或沉淀现象，因此，对比应用例1-3及对比应用例6中分散体的黏度变化率有轻微增加。

2、耐溶剂性能

将20份分散体加入80份含有强极性溶剂(15％二乙二醇单丁醚的水溶液)中24h，检测颜料是否因强极性溶剂而出现分散剂脱附絮凝现象。检测评判标准：分散体于强极性溶剂24h后的D50粒径变化率小于10％，测试结果如表2所示。

表2各应用例和对比应用例的耐溶剂测试结果对比

耐溶剂测试数据显示，应用例1-5的含改性颗粒的水性分散体，其粒径变化率明显较低。而对比应用例1-3中未改性分散体受强溶剂竞争吸附的影响严重，粒径变化率明显较大。说明经过改性包覆的分散体，其改性颗粒耐强溶剂的性能提升。

由以上结果可知，本发明所提供的分散剂，无需经过盐化，即可直接使用，更加方便易操作，降低了对使用环境的要求，可直接投入水性分散体的制备，而且本发明所提供的分散体的耐老化性能和耐溶剂性能优异，产品稳定性高。而对比应用例4与对比应用例5所采用的分散剂(对比例1的传统酸基分散剂CA1)由于未经过盐化，其自身不溶于水，分散稳定性效果很差，分散体于常温下即发生沉降分层。对比应用例6采用的是传统酸基分散剂，需要经过亲水溶剂溶解，再经过盐化后才能够得到分散剂CAP，进而投入使用。

Claims (10)

1.一种含盐基分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将疏水单体溶于有机溶剂中得到预混液A，将水溶性盐基单体溶于水中得到预混液B，然后再将预混液A、预混液B和引发剂混合，在惰性气氛中，发生聚合反应，除去溶剂后，制得所述含盐基分散剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水与有机溶剂的质量比为0.2-1.4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性盐基单体包括水溶性阴离子盐基单体、水溶性阳离子盐基单体、水溶性阴阳离子盐基单体中的至少一种。

4.权利要求1-3任一项所述制备方法制得的含盐基分散剂在制备分散体中的应用，其特征在于，所述含盐基分散剂含有至少一个可交联的盐基。

5.一种改性颗粒，其特征在于，包括颗粒和颗粒表面的包覆物，所述包覆物的原料组分包括权利要求1-3任一项所述制备方法制得含盐基分散剂和交联剂，所述交联剂含有至少两个可与含盐基分散剂的盐基反应的交联基团。

6.一种含改性颗粒的水性分散体，其特征在于，所述分散体的原料组分包括：颗粒、水、权利要求1-3任一项所述制备方法制得的含盐基分散剂、交联剂。

7.根据权利要求6所述的含改性颗粒的水性分散体，其特征在于，按照重量份计，所述水性分散体的原料组分包括：

颗粒10-35份、

水35-85份、

含盐基分散剂5-25份、

交联剂0.5-5份。

8.权利要求6或7所述的含改性颗粒的水性分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将水、含盐基分散剂和颗粒混合，得到预分散溶液，再加入交联剂，发生交联反应，制得所述含改性颗粒的水性分散体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括环氧基交联剂、异氰酸酯基交联剂、胺基交联剂、氮丙啶交联剂、酸酐基交联剂中的至少一种。

10.权利要求6或7所述含改性颗粒的水性分散体在涂料、印刷油墨、能源电池、纺织印花、喷墨墨水、农药、医药、化妆品、食品中的应用。