一种反应型色浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种反应型色浆及其制备方法，原料包括以下重量份的组分：苯乙烯‑马来酸酐共聚物、氨基化颜料和稀释剂，其中苯乙烯‑马来酸酐共聚物、氨基化颜料的加入量为使马来酸酐摩尔量与氨基摩尔量之比为1:1‑1:2，稀释剂的加入调节粘度范围在20‑100s之间。将苯乙烯‑马来酸酐共聚物与氨基化颜料在稀释剂的加入下，搅拌混合均匀；加热至90‑150℃之间，反应2.0‑6.0h，即得反应型色浆。与现有技术相比，本发明专利技术色浆，具有良好的储存稳定性，同时对其他颜料、填料具有良好的分散性和展色性，会形成性能良好的的色浆体系，可广泛运用于涂料、油墨领域。

A reactive color paste and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种反应型色浆及其制备方法
本专利技术涉及涂料、油墨色浆领域，具体涉及一种反应型色浆及其制备方法。
技术介绍
目前，随着技术和行业的发展，涂料和油墨这类产品对颜色的要求几近苛刻，这就依赖高性能色浆，传统色浆分散工艺是将颜料和分散剂在有机溶剂介质中充分分散研磨，形成质地均匀的色浆。但是这种依靠物理机械作用形成的色浆体系不稳定，储存时间短，容易形成团聚沉降，从而引起使用这些色浆的涂料、油墨出现各种各样的问题，比如浮色、发花、出现颜料颗粒等等。对于苯乙烯-马来酸酐类体系的超分散剂，由于苯乙烯具有苯环结构，其对酞菁类颜料分散效果良好，马来酸酐作为分散无机填料的锚固基团，因此成分散剂的研究热点。从微观层面讲，这类分散剂对颜料的分散还停留在范德华力、氢键、及电荷吸引等分子尺度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种储存稳定性好的、同时具备分散其他颜料性能的，由化学共价键链接而成的反应型色浆及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种反应型色浆，该色浆的原料包括苯乙烯-马来酸酐共聚物、氨基化颜料和稀释剂，其中苯乙烯-马来酸酐共聚物和氨基化颜料的加入量为使马来酸酐摩尔量与氨基摩尔量之比为1:(1-2)，稀释剂的加入量为调节色浆粘度在20-100s之间，测量条件为涂4#杯。进一步地，所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物分子量在1000-10000之间，分子量分布指数在1.0-2.0之间，是无轨、嵌段、交替结构中的任意一种，马来酸酐单体摩尔比例在30-80％；所述的稀释剂包括醋酸丁酯或醋酸乙酯的一种或两种。进一步地，所述的氨基化颜料包括氨基化炭黑或氨基化碳纳米管，通过以下方法制得：(1)对炭黑或碳纳米管进行表面改性：将炭黑或碳纳米管超声分散在溶剂中，加入引发剂，通惰性气体保护，然后进行引发反应；然后过滤分离，并用溶剂洗涤，得到表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管；(2)将表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管进行水解：将表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管加入水溶液中，回流，然后过滤分离，并用去离子水洗涤，最后干燥，得到羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管；(3)将羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管酰氯化：将羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管投入到溶剂中，加热冷凝回流，再减压抽滤，然后反复洗涤，干燥，即得酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管；(4)将酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管酰胺化：将酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管，加入过量碳酸铵与浓氨水，搅拌反应后过滤，用蒸馏水反复洗涤，干燥，即得酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管；(5)将酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管氨基化：将酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管投入到冰水中，加入过量次氯酸钠20-40min后，进行搅拌反应，再加热水浴反应，然后冷却抽滤，蒸馏水洗涤，干燥后，即得氨基化炭黑或氨基化碳纳米管。进一步地，步骤(1)中所述的碳纳米管包括单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；所述的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异辛腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)或1,1’-偶氮双(环己腈)中的一种或几种；炭黑或碳纳米管、溶剂和引发剂的质量体积比为(20-35)mg:(2-20)g:50ml，所述超声的频率为30-90kHz，时间为30-60min；所述的惰性气体包括氮气或氩气，所述的保护时间为20-40min；所述反应的温度为60-80℃，时间为90-150min；所述的过滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜；所述洗涤的次数为3-5次。进一步地，步骤(2)中所述的水溶液包括酸溶液或碱溶液，酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种配置，酸溶液的浓度为0.5-2mol/L，碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾配置，碱溶液的浓度为0.5-2mol/L；所述的表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管和水溶液的质量体积比为(20-60)mg:50ml；所述回流的时间为90-150min，所述的过滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜；所述洗涤的次数为3-5次，所述的干燥温度为35-50℃，压力为-0.09～0.01MPa，时间为60-120min。进一步地，步骤(3)中所述的溶剂包括二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺；所述的羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管和溶剂的质量体积比为(20-60)mg:50ml；所述加热冷凝回流的温度为60-80℃，时间为12-36h，所述的抽滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜，抽滤的压力为-0.09～-0.01MPa，所述的洗涤选用四氢呋喃为洗涤剂；所述的干燥温度为35-50℃，压力为-0.09～0.01MPa，时间为60-120min。进一步地，步骤(4)中所述的浓氨水浓度为8-10mol/L，所述的酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管、碳酸铵与浓氨水的质量体积比为(20-35)mg:(2-20)mg:50ml，所述搅拌反应的搅拌转速为150-200rpm，时间为5-10h，所述的过滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜；所述洗涤的次数为3-5次，所述的干燥温度为35-50℃，压力为-0.09～0.01MPa，时间为60-120min。进一步地，步骤(5)中所述的酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管、次氯酸钠和水的质量体积比为(20-35)mg:(20-50)mg:50ml，所述搅拌反应的搅拌转速为150-200rpm，温度为0-5℃，时间为1-5h，所述水浴反应的温度为60-80℃，时间为1-5h，所述的抽滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜，抽滤的压力为-0.09～-0.01MPa，所述洗涤的次数为3-5次；所述的干燥温度为35-50℃，压力为-0.09～0.01MPa，时间为60-120min。一种如上所述的反应型色浆的制备方法，按比例将苯乙烯-马来酸酐共聚物与氨基化颜料搅拌混合均匀，再加入稀释剂调节粘度，然后加热反应，即得反应型色浆。进一步地，所述搅拌混合的转速为150-200rpm，时间为1-5h，所述加热反应的温度为90-150℃，时间为2-6h。本专利技术所述的压力，都是指表压，绝压比表压的数值大一个大气压的压力。相对于共价键所提供的稳定性，分子间的作用力还难以企及。炭黑和碳纳米管作为常用的黑色颜料，其表面改性的发展，为其实现在色浆中的分散手段提供了新的可能。当前，采用氧化法可以很方便地在炭黑颜料表面形成各种活性中心，其中氨基就是一种比较常见的活性中心。本专利技术采用苯乙烯马来酸酐共聚物中的马来酸酐与颜料中的氨基进行反应形成酰胺键的方式，将颜料与分散剂树脂用化学键联系到了一起。形成稳定的分散体系，避免了传统色浆的沉降、返粗等问题。其实，本专利技术中的酰胺化反应是个可逆反应，苯乙烯-马来酸酐共聚物与氨基化颜料的反应不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应型色浆，其特征在于，该色浆的原料包括苯乙烯-马来酸酐共聚物、氨基化颜料和稀释剂，其中苯乙烯-马来酸酐共聚物和氨基化颜料的加入量为使马来酸酐摩尔量与氨基摩尔量之比为1:(1-2)，稀释剂的加入量为调节色浆粘度在20-100s之间，测量条件为涂4#杯。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应型色浆，其特征在于，该色浆的原料包括苯乙烯-马来酸酐共聚物、氨基化颜料和稀释剂，其中苯乙烯-马来酸酐共聚物和氨基化颜料的加入量为使马来酸酐摩尔量与氨基摩尔量之比为1:(1-2)，稀释剂的加入量为调节色浆粘度在20-100s之间，测量条件为涂4#杯。


2.根据权利要求1所述的反应型色浆，其特征在于，所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物分子量在1000-10000之间，分子量分布指数在1.0-2.0之间，是无轨、嵌段、交替结构中的任意一种，马来酸酐单体摩尔比例在30-80％；所述的稀释剂包括醋酸丁酯或醋酸乙酯的一种或两种。


3.根据权利要求1所述的反应型色浆，其特征在于，所述的氨基化颜料包括氨基化炭黑或氨基化碳纳米管，通过以下方法制得：
(1)对炭黑或碳纳米管进行表面改性：将炭黑或碳纳米管超声分散在溶剂中，加入引发剂，通惰性气体保护，然后进行引发反应；然后过滤分离，并用溶剂洗涤，得到表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管；
(2)将表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管进行水解：将表面改性的炭黑或表面改性的碳纳米管加入水溶液中，回流，然后过滤分离，并用去离子水洗涤，最后干燥，得到羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管；
(3)将羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管酰氯化：将羧基改性的炭黑或羧基改性的碳纳米管投入到溶剂中，加热冷凝回流，再减压抽滤，然后反复洗涤，干燥，即得酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管；
(4)将酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管酰胺化：将酰氯化的炭黑或酰氯化的碳纳米管，加入过量碳酸铵与浓氨水，搅拌反应后过滤，用蒸馏水反复洗涤，干燥，即得酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管；
(5)将酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管氨基化：将酰胺化的炭黑或酰胺化的碳纳米管投入到冰水中，加入过量次氯酸钠20-40min后，进行搅拌反应，再加热水浴反应，然后冷却抽滤，蒸馏水洗涤，干燥后，即得氨基化炭黑或氨基化碳纳米管。


4.根据权利要求3所述的反应型色浆，其特征在于，步骤(1)中所述的碳纳米管包括单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；所述的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异辛腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)或1,1’-偶氮双(环己腈)中的一种或几种；炭黑或碳纳米管、溶剂和引发剂的质量体积比为(20-35)mg:(2-20)g:50ml，所述超声的频率为30-90kHz，时间为30-60min；所述的惰性气体包括氮气或氩气，所述的保护时间为20-40min；所述反应的温度为60-80℃，时间为90-150min；所述的过滤采用孔径为0.30-0.60μm的聚偏二氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜；所述洗涤的次数为3-5次。


5.根据权利要求3所述的反应型色浆，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠敏，叶小明，宗德超，
申请(专利权)人：东来涂料技术上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31