一种水性润湿分散剂的制备方法、水性润湿分散剂与应用技术

本发明专利技术公开了一种水性润湿分散剂的制备方法，包括：(1)、配方量的丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物、不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物在引发剂和链转移剂的作用下通过自由基聚合反应制备得到聚合物，真空干燥得到固体聚合物；(2)、用适量的水溶解固体聚合物，调节pH至6～8，得到水性润湿分散剂。还公开了上述方法制备的水性润湿分散剂，水性润湿分散剂制备色浆的应用。本发明专利技术的水性润湿分散剂制备的到的色浆的粒径小，稳定性好且相容性好，同时炭黑的添加量大。

Preparation method, water-based wetting dispersant and its application

【技术实现步骤摘要】
一种水性润湿分散剂的制备方法、水性润湿分散剂与应用
本专利技术属于色浆分散剂
，具体涉及一种水性润湿分散剂及其制备方法与应用。
技术介绍
随着涂料油墨等行业在国内迅速的发展，水性涂料或水性油墨用助剂的市场需求量也随之越来越大。众所周知，水性涂料或油墨在应用配制的时候，必须添加水性润湿分散剂以让颜料能均匀且稳定地分散开，这对于涂料后期的储存稳定性或其他方面的应用都非常重要。因此，水性润湿分散剂的市场需求量较大，但当今市场的水性润湿分散剂的品种繁多，虽然各有优缺点，但均不能保证很好地分散绝大多数有机颜料，且分散后得到的色浆普遍存在粘度大、相容性差、稳定性欠佳且有机颜料添加量低的缺点，导致色浆的应用范围极其狭窄，不能很好地普及。炭黑是无机颜料的一种，其应用面广。现有技术中炭黑色浆的稳定性的保障基本都是建立在锚固基团、位阻作用以及溶剂化链的基础上，而通过上述三种方式分散后的炭黑色浆随着时间的延长易出现色浆聚集和二次返粗现象，炭黑重新絮凝变成聚集体，因此色浆的稳定性差，不能长期储存。CN102049214A公开了一种分散剂及其制得的色浆，其采用嵌段聚醚L61/L64/F68制备的分散剂来分散炭黑颜料，其分散的炭黑色浆应用于粘胶纤维原液的着色使用，解决了生产不连续、泡沫多的问题，但是炭黑色浆仅能应用于粘胶纤维原液的着色，无法普及到其他方面的应用，其应用范围窄。CN105368160A公开了一种水性炭黑色浆分散剂及其在制备炭黑色浆中的应用，其中采用绿色环保的羧甲基半纤维素钠作为分散剂，但其浆料研磨时炭黑的添加量较低，为10～25％，且色浆粒径在200nm左右，粒径仍然较大，非常不利于色浆的存储稳定性。而本领域技术人员周知，色浆中颜料的添加量高，则成本相对较低，且当色浆应用于后续乳液领域中时，添加的比例就可相对减少，从而对应用体系的影响越少，同时后续应用体系的配方具有更大的调整空间。综上所述，现有技术中炭黑色浆的粒径大，稳定性和相容性差，同时炭黑的添加量少，直接影响后续的工业应用，因此，有必要研发新型的水性润湿分散剂，以克服现有技术中的上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个方面提供一种水性润湿分散剂的制备方法，以克服现有技术中的上述技术问题。为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种水性润湿分散剂的制备方法，包括如下制备步骤：(1)、配方量的丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物、不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物在引发剂和链转移剂的作用下，在含水的聚合体系中通过自由基聚合反应制备得到粘稠的聚合物，真空干燥，得到固体聚合物；(2)、用适量的水溶解步骤(1)的固体聚合物，调节pH至6～8，得到水性润湿分散剂；所述步骤(1)中，按照单体总质量为100％计，所述丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物和不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物的质量百分含量为：丙烯酸单体40％～50％；含酰胺基的环状化合物20％～30％；不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物30％～40％；所述引发剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.1％～0.8％，所述链转移剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.25％～2.5％。所述单体总质量占所述聚合体系总质量的29.9％～50％。通过以上技术方案制备得到的水溶性润湿分散剂，能够用于炭黑颜料的分散，且制备得到的炭黑色浆的粒径小、稳定性好，与树脂的相容性好。经检测，通过以上技术方案制备得到的固体聚合物，其分子量在8000～20000之间。本领域技术人员公知，炭黑作为无机颜料的一种，是较难分散的一种颜料。因此，本领域技术人员很容易理解，上述技术方案制备得到的水溶性润湿分散剂同样可应用于其他无机或有机颜料的分散以制备颜料色浆。本领域技术人员很容易理解，所述的引发剂为水溶性引发剂，所述的链转移剂为水溶性链转移剂。根据本专利技术，所述引发剂选自：过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或几种；所述链转移剂选自：异丙醇、亚硫酸氢钠、巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸和磷酸二氢钠中的一种或几种。本领域技术人员很容易理解，所述丙烯酸单体可以为现有技术中涂料和油墨领域常用的丙烯酸单体。优选地，所述丙烯酸单体选自：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸四氢呋喃甲酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇单酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸烷氧化苯酚酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯中的一种或几种。优选地，所述含酰胺基的环状化合物选自：N-乙烯基吡咯烷酮、1-(烯丙基)吡咯烷-2-酮、2-乙烯基苯甲酰胺、N-烯丙基-2-氨基苯甲酰胺、N-1-亚甲基烯丙基-苯甲酰胺、2-羟基-N-(2-羟乙基)-3-甲氧基-5-(2-丙烯基)苯甲酰胺、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基戊内酰胺、N-乙烯基月桂内酰胺、N-乙烯基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-4-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或几种。优选地，所述不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物选自：烯丙基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺-正丁基磺酸钠、2-丙烯酰胺十二烷基磺酸钠中的一种或几种。根据本专利技术的一个优选技术方案，所述步骤(1)具体包括如下分步骤：a)、反应容器氮封，先向反应容器内加入适量的水以溶解配方量的引发剂和链转移剂，然后加入配方量的丙烯酸单体，搅拌反应1～3h，升温至60～90℃，保温反应2～4h，得到丙烯酸酯聚合物；b)、向步骤a)制备的丙烯酸酯聚合物中依次滴加配方量的含酰胺基的环状化合物和不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物，滴加的同时升温，滴加时间控制在1.5～2.5h，控制最终温度在90～110℃，滴加结束后继续搅拌反应1～3h，停止搅拌，保温反应2～4h，得到粘稠的聚合物，取出所述聚合物，真空干燥，得到所述固体聚合物。在上述优选技术条件下，制备的到的水性润湿分散剂用于分散颜料制备色浆时，使得色浆的粒径更小，稳定性和后续的相容性更佳。根据本专利技术，所述步骤(2)中，将步骤(1)的所述固体聚合物按照40％～60％的固含量用去离子水溶解，得到水性润湿分散剂。优选地，所述步骤(2)中，将步骤(1)的所述固体聚合物按照45％～50％的固含量用水溶解，得到水性润湿分散剂。优选地，所述的水为去离子水。根据本专利技术，所述步骤(1)中，所述水的用量为所述聚合体系总质量的50～70％。进一步优选地，所述步骤(1)中，所述单体的总质量为所述聚合体系总质量的29.9～49.8％；所述水的用量为所述聚合体系总质量的49.8～69.7％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性润湿分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：/n(1)、配方量的丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物、不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物在引发剂和链转移剂的作用下，在含水的聚合体系中通过自由基聚合反应制备得到粘稠的聚合物，真空干燥，得到固体聚合物；/n(2)、用适量水溶解步骤(1)的固体聚合物，调节pH至6～8，得到水性润湿分散剂；/n所述步骤(1)中，按照单体总质量为100％计，所述丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物和不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物的质量百分含量为：丙烯酸单体40％～50％；含酰胺基的环状化合物20％～30％；不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物30％～40％；/n所述引发剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.1％～0.8％，所述链转移剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.25％～2.5％；/n所述单体总质量占所述聚合体系总质量的百分比为29.9％～50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性润湿分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
(1)、配方量的丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物、不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物在引发剂和链转移剂的作用下，在含水的聚合体系中通过自由基聚合反应制备得到粘稠的聚合物，真空干燥，得到固体聚合物；
(2)、用适量水溶解步骤(1)的固体聚合物，调节pH至6～8，得到水性润湿分散剂；
所述步骤(1)中，按照单体总质量为100％计，所述丙烯酸单体、含酰胺基的环状化合物和不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物的质量百分含量为：丙烯酸单体40％～50％；含酰胺基的环状化合物20％～30％；不饱和阴离子烯基磺酸盐化合物30％～40％；
所述引发剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.1％～0.8％，所述链转移剂的用量为所述丙烯酸单体质量的0.25％～2.5％；
所述单体总质量占所述聚合体系总质量的百分比为29.9％～50％。


2.根据权利要求1所述的水性润湿分散剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述固体聚合物的分子量在8000～20000之间。


3.根据权利要求1所述的水性润湿分散剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自：过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或几种；
所述链转移剂选自：异丙醇、亚硫酸氢钠、巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸和磷酸二氢钠中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的水性润湿分散剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸单体选自：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸四氢呋喃甲酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇单酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸烷氧化苯酚酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯中的一种或几种；
所述含酰胺基的环状化合物选自：N-乙烯基吡咯烷酮、1-(烯丙基)吡咯烷-2-酮、2-乙烯基苯甲酰胺、N-烯丙基-2-氨基苯甲酰胺、N-1-亚甲基烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，来伟伟，朱广东，陈占，魏亚娜，
申请(专利权)人：上海宇昂水性新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31