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CN111662587B - 一种可用于涂料的高分子分散剂及其制备方法 - Google Patents

一种可用于涂料的高分子分散剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于分散剂技术领域，特别涉及一种可用于涂料的高分子分散剂及其制备方法。该分散剂由以下原料制备得到：磷酸酯淀粉、引发剂、[2‑(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基‑(3‑磺酸丙基)氢氧化铵、烯丙氧基聚氧乙烯醚和水。将磷酸酯淀粉与水混合均匀后加热糊化，然后在氮气或惰性气体保护下加入引发剂、反应底物[2‑(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基‑(3‑磺酸丙基)氢氧化铵和烯丙氧基聚氧乙烯醚进行反应，反应结束后将所得产物烘干至恒重，然后粉碎研磨即得涂料分散剂。本发明的涂料分散剂，能够高效分散涂料中的颜料颗粒，降低涂料的粘度，增强涂料的流动性，提高涂料的应用性能。

Description

一种可用于涂料的高分子分散剂及其制备方法
技术领域
本发明属于分散剂技术领域，特别涉及一种可用于涂料的高分子分散剂及其制备方法。
背景技术
分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。制备涂料时，需要将固体颜料粉末分散于水或其他溶剂中，没加入分散剂，颜料很难达到良好的分散效果，涂料呈现膏状或发生明显的分层；加入分散剂，有助于颜料颗粒的分散，阻止颜料颗粒的凝聚，保持分散体系的稳定。好的分散剂还能使颜料分散液具有良好的流动性、小的粘度。好的分散剂，加入量越少，降低涂料体系的黏度越多。现有涂料体系黏度较高，在制备、贮存、使用和运输进程中容易发生絮凝等现象，不方便施工。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可用于涂料的高分子分散剂。
本发明另一目的在于提供上述可用于涂料的高分子分散剂的制备方法。
本发明另一目的在于提供上述可用于涂料的高分子分散剂的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种可用于涂料的高分子分散剂，其由以下重量份计的原料制备得到：
Figure BDA0002499819800000011
Figure BDA0002499819800000021
优选的，所述的可用于涂料的高分子分散剂，其由以下重量份计的原料制备得到：
Figure BDA0002499819800000022
所述的引发剂为硝酸铈铵、过硫酸钾、双氧水等中的至少一种，优选为硝酸铈铵。
一种上述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将磷酸酯淀粉与水混合均匀后加热糊化，然后在氮气或惰性气体保护下加入引发剂、反应底物[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵和烯丙氧基聚氧乙烯醚进行反应，反应结束后将所得产物烘干至恒重，即为所述的可用于涂料的高分子分散剂。
所述的加热糊化是指在60-100℃糊化0.5-2h，优选在80℃糊化1h；
所述的反应是指在60-100℃反应2-24h，优选在80℃反应6h；
所述的烘干优选为在60℃的真空干燥箱中进行烘干。
上述的可用于涂料的高分子分散剂主要应用于涂料、油墨、印染等领域。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
本发明的可用于涂料的高分子分散剂在使用之后，由于该分散剂同时包含亲水和亲油链段，亲水端能很好溶解于水等溶剂中，疏水端能够将颜料颗粒紧密锚定作用或包附作用，因此使涂料具有良好的稳定性，能够使涂料具有理想的存储性能。
本发明使用的主体底物是磷酸酯淀粉，具有天然可再生、无污染、易降解等优势；使用一锅煮的合成方法简单易操作；两性离子作为分散剂的锚定基团对于多种填料颗粒在复杂的涂料环境中有着较强的锚定作用，使得分散效果明显，涂料体系稳定性能好。
附图说明
图1为将实施例3中制备的分散剂按不同比例加入到不同的粉体的水分散液(粉料与水的质量比1:1)中的粘度变化曲线
图2为涂料A、涂料B以及涂料C静置1个月后的状态图，其中a)代表涂料A，b)代表涂料B，c)代表涂料C。
图3为涂料A、涂料B以及涂料C静置1个月后倒置后的状态图，其中a)代表涂料A，b)代表涂料B，c)代表涂料C。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
以磷酸酯淀粉质量为基准，[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵用量为80wt％，烯丙氧基聚氧乙烯醚(APEG2000)用量为60wt％，引发剂(硝酸铈铵)用量为2wt％，水用量为1800wt％，糊化温度为80℃，糊化时间为1h，反应温度为80℃，反应时间为2h，反应完成后取出反应产物，60℃真空干燥至恒重，即得到高分子分散剂。
实施例2
以磷酸酯淀粉质量为基准，[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵用量为60wt％，烯丙氧基聚氧乙烯醚(APEG2000)用量为60wt％，引发剂(硝酸铈铵)用量为1wt％，水用量为1800wt％，糊化温度为80℃，糊化时间为1h，反应温度为80℃，反应时间为6h，反应完成后取出反应产物，60℃真空干燥至恒重，即得到高分子分散剂。
实施例3
以磷酸酯淀粉质量为基准，[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵用量为50wt％，烯丙氧基聚氧乙烯醚(APEG2000)用量为40wt％，引发剂(硝酸铈铵)用量为0.5wt％，水用量为1800wt％，糊化温度为80℃，糊化时间为1h，反应温度为80℃，反应时间为12h，反应完成后取出反应产物，60℃真空干燥至恒重，即得到高分子分散剂。
实施例4
以磷酸酯淀粉质量为基准，[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵用量为40wt％，烯丙氧基聚氧乙烯醚(APEG2000)用量为40wt％，引发剂(硝酸铈铵)用量为1wt％，水用量为1800wt％，糊化温度为80℃，糊化时间为1h，反应温度为80℃，反应时间为18h，反应完成后取出反应产物，60℃真空干燥至恒重，即得到高分子分散剂。
实施例5
以磷酸酯淀粉质量为基准，[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵用量为60wt％，烯丙氧基聚氧乙烯醚(APEG2000)用量为40wt％，引发剂(硝酸铈铵)用量为1wt％，水用量为1800wt％，糊化温度为80℃，糊化时间为1h，反应温度为80℃，反应时间为24h，反应完成后取出反应产物，60℃真空干燥至恒重，即得到高分子分散剂。
将实施例1-5中制备的分散剂分别按粉体质量的0.10％添加到各粉体(硫酸钡、重钙、磷酸锌、钛白粉、滑石粉，粒径均为1nm-5um)中，所得粉体的粘度如下表1所示，从表1中可以看出，实施例1-5中制备的分散剂对粉体均具有一定的分散性。粉体粘度测试的是Brookfield粘度(测试温度25℃，单位mPa·s)
表1实施例1-5中的分散剂按0.10％的比例加入到各粉体中的粘度数据
Figure BDA0002499819800000051
将实施例3中制备的分散剂按不同比例加入到不同的粉体的水分散液(粉料与水的质量比1:1)中的粘度变化曲线如图1所示，其中图1中比例为分散剂占粉料的质量百分比。粘度越低、分散剂用量越少，说明效果越好，不加入分散剂时类似膏状，无法测试。
将实施例3中制备的分散剂按0.1wt％(占粉体的质量百分数)的比例加入到硫酸钡的水分散液(硫酸钡和水的质量比为1:1)中，混合均匀后形成涂料A；将硫酸钡和水按质量比为1:1进行混合形成水分散液，将水分散液命名为涂料B；将硫酸钡和水按质量比为1:5进行混合形成水分散液，将水分散液命名为涂料C；涂料A、涂料B以及涂料C静置1个月后的图片以及静置一个月后倒置的状态图分别如图2和图3所示，其中a)代表涂料A，b)代表涂料B，c)代表涂料C。从图2和图3中可以看出，加入高分子分散剂能很好提高涂料中颜料的分散性，保证涂料存储稳定性，使涂料有较好的流动性。而没有加入高分子分散剂，在涂料原料粉末中加入少量的水后，形成粘稠的混合物，粘度很大，没有良好的流动性。没有加入高分子分散剂，在涂料原料粉末中加入大量的水，静止一个月后，颜料粉末在水中发生分层。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于涂料的高分子分散剂，其特征在于由以下重量份计的原料制备得到：
磷酸酯淀粉 100份
引发剂 0.5-2份
[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵 40-80份
烯丙氧基聚氧乙烯醚 40-60份
水 1500-2000份；
所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法包括以下步骤：将磷酸酯淀粉与水混合均匀后加热糊化，然后在氮气或惰性气体保护下加入引发剂、反应底物[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵和烯丙氧基聚氧乙烯醚进行反应，反应结束后将所得产物烘干至恒重，即得到所述的可用于涂料的高分子分散剂。
2.根据权利要求1所述的可用于涂料的高分子分散剂，其特征在于由以下重量份计的原料制备得到：
磷酸酯淀粉 100份
引发剂 1份
[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵 50份
烯丙氧基聚氧乙烯醚 40份
水 1800份。
3.根据权利要求1或2所述的可用于涂料的高分子分散剂，其特征在于：
所述的引发剂为硝酸铈铵、过硫酸钾、双氧水中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的可用于涂料的高分子分散剂，其特征在于：
所述的引发剂为硝酸铈铵。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将磷酸酯淀粉与水混合均匀后加热糊化，然后在氮气或惰性气体保护下加入引发剂、反应底物[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵和烯丙氧基聚氧乙烯醚进行反应，反应结束后将所得产物烘干至恒重，即得到所述的可用于涂料的高分子分散剂。
6.根据权利要求5所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，其特征在于：
所述的加热糊化是指在60-100℃糊化0.5-2h。
7.根据权利要求5所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，其特征在于：
所述的反应是指在60-100℃反应2-24h。
8.根据权利要求5所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，其特征在于：
所述的烘干指在60℃的真空干燥箱中进行烘干。
9.根据权利要求5所述的可用于涂料的高分子分散剂的制备方法，其特征在于：
所述的加热糊化是指在80℃糊化1h；
所述的反应是指在80℃反应12h。
10.根据权利要求1-4任一项所述的可用于涂料的高分子分散剂在涂料、油墨、印染领域中的应用。
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Patentee after: Guoke Guanghua (Nanxiong) New Materials Research Institute Co.,Ltd.

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Patentee before: GUANGZHOU CHEMICAL INSTITUTE SHAOGUAN TECHNOLOGY INNOVATION AND BREEDING CENTER, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

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Patentee before: NANXIONG CAS INCUBATOR OPERATION CO.,LTD.