一种磷酸酯分散剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种磷酸酯分散剂，其包括化学式(1)所示的自由基聚合物前体和磷酸化试剂的反应产物，

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸酯分散剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种磷酸酯分散剂及其制备方法和应用。该分散剂通过末端带羟基的自由基共聚物和磷酸化试剂反应制备得到，在涂料和油墨中使用时具有广泛的相容性和优异的分散稳定性。
技术介绍
在涂料、油墨的生产过程中，固体颜料颗粒在液体介质中的分散问题是普遍存在的。建立均匀、稳定的颜料分散体系不仅能够提高生产效率，降低能耗，而且能够使最终产品发挥优异的性能，如高光泽、低粘度、高着色强度、防止浮色发花和絮凝等。已经证实带有磷酸酯端基的物质可作为润湿分散剂将固体颜料颗粒均匀稳定分散于液体介质中。US5130463使用烷基醇作为起始剂，依次聚合己内酯、邻苯二甲酸酐和聚乙二醇，得到了烷基聚酯聚醚一元醇前体，之后再和多聚磷酸反应制备得到了烷基聚酯聚醚改性的磷酸酯分散剂。CN1649933也报道了具有烷基聚酯聚醚三嵌段结构的磷酸酯分散剂，但是其将聚醚结构扩展至聚丙二醇和聚四氢呋喃。CN1203601则是将聚乙二醇单甲醚和己内酯反应得到了烷基聚醚聚酯三嵌段一元醇前体，随后将该一元醇和磷酸酯化试剂反应，最终得到了烷基聚醚聚酯三嵌段共聚物改性的磷酸酯分散剂可适用于水基涂料和油墨中。此外，烷基聚酯、烷基聚醚或聚醚聚酯两嵌段共聚物改性的磷酸酯分散剂也可见于专利CN1531457、CN101646484、CN1154708或US4872916。从以上分析可得出，磷酸酯分散剂中的磷酸酯端基起锚定作用，一元醇前体作为溶剂化链段，用来调节极性，增强和周围媒介的相容性，其中，烷基作为低极性单元，聚酯作为中极性单元，聚醚作为高极性单元。改变烷基、聚酯和聚醚的数量和顺序即可得到不同极性的磷酸酯分散剂，从而适用于不同的分散体系。但是以上的磷酸酯分散剂普遍极性较高，对使用的树脂体系具有选择性。尤其当运用于低极性的热塑性丙烯酸树脂时，以上的磷酸酯分散剂表现出受限的相容性，并且即使相容性良好也会带来降低粘度能力的不足，同时还容易给最后的涂层带来副作用。另一方面，制备以上的磷酸酯分散剂时，酯化反应需要的温度较高，通常需达到180℃以上，能耗较高。同时，酯化反应需要加入金属催化剂，使最终成品颜色加深。此外，含有烷基、聚酯和聚醚的三嵌段一元醇前体的合成步骤通常在两步以上，制备繁琐，提纯困难。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术通过自由基聚合得到一元醇前体，随后与磷酸化试剂反应制备了一种新颖的磷酸酯分散剂。该方法反应温度较低，工艺步骤较少，成品颜色浅，操作简单可行，可控性强，从而解决了上述制备方法的缺陷。本专利技术的另一个特点是，该分散剂可通过向自由基聚合得到的一元醇前体中引入烷基、酯基、聚醚等不同极性的单元，从而具有广泛的相容性，可以满足醇酸树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、环氧树脂、氯化聚烯烃树脂、氯醋共聚树脂、聚氨酯树脂等不同极性体系下的颜料颗粒分散要求。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，具体的技术方案如下：本专利技术的一个目的是提供一种磷酸酯分散剂，其包括化学式(1)所示的自由基聚合物前体和磷酸化试剂的反应产物，其中，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的原料包括单体A、单体B、引发剂和链转移剂，所述的单体A为甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯，所述的单体B为具有5～80个碳原子的含有聚醚链段的烯键不饱和单体，所述的链转移剂为m为2～12之间的整数，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体A的残基的聚合度为1～100之间的整数，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体B的残基的聚合度为1～100之间的整数。根据一个实施方式，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的原料还包括单体C，所述的单体C为取代或未取代的苯乙烯，其中，取代基为含有1～18个碳原子的烷基、含有1～18个碳原子的烷氧基、含有6～18个碳原子的芳基、含有6～18个碳原子的芳氧基、卤素中的一种或多种。根据一个优选实施方式，所述的单体C可以举例为苯乙烯、4–甲基苯乙烯、4–甲氧基苯乙烯、4–苯氧基苯乙烯、4–苯基苯乙烯、4–氯苯乙烯等中的一种或多种。根据一个优选实施方式，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体C的残基的聚合度为1～100之间的整数。优选地，所述的单体A为具有1～22个碳原子的直链醇、支链醇或者脂环族醇与丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯。进一步优选地，所述的单体A可以举例为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯正丙酯、甲基丙烯酸甲酯正丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯等中的一种或多种。优选地，所述的单体B为带有聚醚链段的丙烯酸酯、带有聚醚链段的甲基丙烯酸酯或者带有聚醚链段的烯丙基单体。本专利技术中，所述的单体B中的聚醚链段的种类按其结构排布可分为以下四种：(1)均一型：全聚乙二醇(EO)或全聚丙二醇(PO)；(2)整嵌型：一个嵌段为EO均聚物，另一个嵌段为PO均聚物；(3)杂嵌型：一个嵌段为EO和PO的无规共聚物，另一个嵌段为EO或PO的均聚物；(4)全杂型：EO和PO的无规共聚物。进一步优选地，所述的单体B为选自甲基丙烯酸聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、烯丙基聚醚、甲基丙烯酸聚丙二醇醚、烯丙基聚丙二醇醚中的一种或多种。优选地，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)。优选地，所述的链转移剂为2–巯基乙醇或3–巯基–1–丙醇。优选地，所述磷酸化试剂为多聚磷酸或者五氧化二磷，优选为多聚磷酸。优选地，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体与所述的磷酸化试剂中磷原子的摩尔比例为1:1～3:1。优选地，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的数均分子量为1000～50000。进一步优选地，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的数均分子量为1000～20000。本专利技术通过调整单体A、单体B、单体C三种单体的结构和比例可以决定该磷酸酯分散剂的既定用途。根据一个具体实施方式，当所述的磷酸酯分散剂被应用于水性液体介质中分散颜料颗粒时，所述的磷酸酯分散剂中，所述的单体A为具有1～4个碳原子的直链醇、支链醇或者脂环族醇与丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯，所述的单体B的聚醚链段为聚乙二醇，所述的单体C为苯乙烯，按所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中单体A的残基、单体B的残基、单体C的残基的总摩尔为100％计，所述的单体B的摩尔比为50％～100％，所述的单体A和所述的单体C的摩尔比为0％～50％。根据该实施方式的优选方式，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的数均分子量为1000～50000，进一步优选为1000～20000，更优选为1000～2000。根据另一个具体实施方式，当所述的磷酸酯分散剂被应用于非水高极性液体介质中分散颜料颗粒时，所述的磷酸酯分散剂中，所述的单体A为具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸酯分散剂，其特征在于：其包括化学式(1)所示的自由基聚合物前体和磷酸化试剂的反应产物，

【技术特征摘要】
1.一种磷酸酯分散剂，其特征在于：其包括化学式(1)所示的自由基聚合物前体和磷酸化试剂的反应产物，其中，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的原料包括单体A、单体B、引发剂和链转移剂，所述的单体A为甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯，所述的单体B为具有5～80个碳原子的含有聚醚链段的烯键不饱和单体，所述的链转移剂为m为2～12之间的整数，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体A的残基的聚合度为1～100之间的整数，所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体B的残基的聚合度为1～100之间的整数。2.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的原料还包括单体C，所述的单体C为取代或未取代的苯乙烯，其中，取代基为含有1～18个碳原子的烷基、含有1～18个碳原子的烷氧基、含有6～18个碳原子的芳基、含有6～18个碳原子的芳氧基、卤素中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体中的单体C的残基的聚合度为1～100之间的整数。4.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的单体A为具有1～22个碳原子的直链醇、支链醇或者脂环族醇与丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯。5.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的单体B为带有聚醚链段的丙烯酸酯、带有聚醚链段的甲基丙烯酸酯或者带有聚醚链段的烯丙基单体。6.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。7.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述磷酸化试剂为多聚磷酸或者五氧化二磷。8.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体与所述的磷酸化试剂中磷原子的摩尔比例为1:1～3:1。9.根据权利要求1所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的数均分子量为1000～50000。10.根据权利要求9所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的化学式(1)所示的自由基聚合物前体的数均分子量为1000～20000。11.根据权利要求1至10中任一项所述的磷酸酯分散剂，其特征在于：所述的单体A为具有1～4个碳原子的直链醇、支链醇或者脂环族醇与丙烯酸或甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，
申请(专利权)人：海门埃夫科纳化学有限公司，王志军，
类型：发明
国别省市：江苏,32