一种超支化聚合物消光剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化聚合物消光剂及其制备方法和应用，本发明专利技术以片层结构天然黏土为原料，与端基带有羧基的超支化聚合物混合均匀，加热使得剥离的黏土片层上的羟基完全与超支化聚合物的羧基之间形成氢键或发生酯化反应，利用超支化聚合物三维特点，构造出黏土复合超支化聚合物微球，结合黏土具有的阻燃性，得到具有阻燃效果的消光剂。本发明专利技术还可以加入纳米抗菌粒子，构造出载抗菌粒子微球，从而使得消光剂具有很好的抑菌效果，解决了目前消光剂功能单一化的问题。剂功能单一化的问题。剂功能单一化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚合物消光剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及多功能化消光剂以及消光剂的制备
，更具体地，涉及一种超支化聚合物消光剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前消光剂的种类主要有二氧化硅、二氧化钛、无机填料、金属皂、合成高分子蜡、自消光聚合树脂，这些消光剂都在消光方面有各自的优势。如 CN101659796一种煅烧硅藻土消光剂的制备方法公开以二氧化硅的质量百分含量大于85wt％的硅藻土为原材料，并且添加硅藻土2％～4wt％的NaCl、硅藻土6～8wt％的淀粉，通过850
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950℃煅烧以及气流粉碎技术进行粉碎，得到最终产品，将其应用于苯丙乳液和纯丙乳液水性涂料体系。虽然通过煅烧的方法制备了可以达到消光目的的二氧化硅，但是消光剂的功能单一且仍旧以二氧化硅消光为主，并且二氧化硅表面的羟基易引发团聚效应，分散稳定性差，消光剂易沉降，导致手感不好、表面不均匀以及消光效果差。在CN201310681030.9一种含有超支化聚酯消光树脂的非高光涂料组合物及其应用中公开利用超支化羟基聚酯消光树脂及其与非极性，非质子溶剂以及非超支化羟基树脂的不相容性达到消光的作用，并且消光效果稳定，涂料无沉淀现象。但是，这些消光剂的研究也主要集中在涂料上的消光效果，消光剂功能大多单一。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有消光剂在涂料中功能化单一的的不足，提供一种超支化聚合物消光剂。
[0004]本专利技术要解决的另一技术问题是超支化聚合物消光剂及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种超支化聚合物消光剂，原料包括具有天然层状结构的矿物黏土和端基带有羧基的超支化聚合物，所述矿物黏土具有阳离子交换性，是一种很好的吸附性天然材料，而超支化聚合物是一种三维结构的大分子，支点多且末端存在大量的官能团，分子链不易缠结。
[0007]所述具有消光效果和阻燃性的消光剂的制备步骤包括：
[0008]S1.将黏土矿物在水中剥离成片层结构，得到微米级别黏土矿物片层分散液。
[0009]S2.在步骤S1中的微米级别黏土矿物片层分散液中加入一定量端基带有羧基的超支化聚合物，混合均匀，加热，使得剥离的黏土矿物片层上的羟基完全与超支化聚合物的羧基发生反应，将成品放入干燥箱干燥，构造出矿物黏土复合超支化聚合物微球，即得具有阻燃性的消光剂。
[0010]本专利技术合成的超支化聚合物消光剂的消光机理是利用超支化聚合物构造出的多孔微球造成涂料表面的粗糙度改变，以及结合未完全接枝的黏土片层共同作用进行消光。当消光剂应用在涂料上时，随着溶剂的挥发干燥，多孔微球露出表面，造成微观上的表面粗糙，从而使得光线发生漫反射，达到消光的目的。
[0011]并且本专利技术中超支化聚合物有利于通过末端官能团消除矿物黏土表面羟基导致
的团聚的问题，解决消光剂加入涂料引起的流动性，同时矿物黏土具有一定的阻燃性，与超支化聚合物复合后制得具有消光效果和阻燃性的消光剂。
[0012]进一步地，所述端基带有羧基的超支化聚合物与矿物黏土的质量比为 0.1～1∶1，随着黏土的含量增加，消光的效果越明显。当蒙脱土含量过高时，粘度急剧增大，会导致蒙脱土产生团聚效应，形成大量的蒙脱土团聚体，从而影响微球的粒径。
[0013]进一步地，所述矿物黏土包括蒙脱土、高岭土、硅藻土、海泡石的一种或多种；优选地，所述蒙脱土为钠基蒙脱土、钙基蒙脱土、氢基蒙脱土中的至少一种。
[0014]进一步地，所述微米级别蒙脱土片层的晶片厚度为0.9
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5μm，当蒙脱土的剥离程度不够，层间距过大，会引起微球的粒径过大。微球的粒径越大，消光的效果越好，但是过大的粒径会造成涂料表面出现肉眼可见的粗糙，不利于美观。
[0015]进一步地，所述端基带有羧基的超支化聚合物包括六对羧基苯氧基环三磷腈 (HCPCP)、聚酰胺胺(PAMAMF)、端羧基超支化聚合物(HPAE
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C)、端羧基超支化聚合物(HBPs)和末端带羧基的超支化聚酯的一种或多种。
[0016]进一步地，步骤S2所述干燥温度为60～120℃，时间为12～24h。
[0017]进一步地，所述超支化聚合物消光剂的原料还包括抗菌粒子，提供一种具有抗菌效果、阻燃性并且分散性良好的多功能消光剂，制备步骤包括：
[0018]S1.将黏土矿物在水中剥离成片层结构，得到微米级别黏土矿物片层分散液。
[0019]S2.在步骤S1中的微米级别黏土矿物片层分散液中加入一定量端基带有羧基的超支化聚合物，混合均匀，加热，使得剥离的黏土矿物层上的羟基完全与超支化聚合物的羧基发生反应，构造出矿物黏土复合超支化聚合物微球。
[0020]S3.在矿物黏土复合超支化聚合物微球的分散液中加入抗菌粒子，充分搅拌，将成品放入干燥箱干燥，制得负载抗菌粒子的矿物黏土复合超支化聚合物微球，即具有抗菌性和阻燃性的消光剂。
[0021]本专利技术通过在矿物黏土复合超支化聚合物微球表面接枝的矿物黏土的吸附作用，将抗菌粒子吸附在表面。同时，抗菌粒子又能通过孔隙渗入聚合物三维网络结构中，提高银离子从矿物黏土复合超支化聚合物微球缓释效果，增强消光剂的抗菌有效性。
[0022]进一步地，所述抗菌粒子包括纳米银、纳米二氧化钛的一种或多种。
[0023]进一步地，所述抗菌粒子的添加量为2～6mmol/L。
[0024]进一步地，步骤S2所述加热反应温度为80～170℃，时间为1～5h。
[0025]进一步地，步骤S3所述干燥温度为60～120℃，时间为12～24h。
[0026]根据如上所述的具有消光效果、阻燃性以及抗菌效果的超支化聚合物消光剂在涂料中的应用。
[0027]与现有技术相比，有益效果是：
[0028]本专利技术利用超支化聚合物分子链不易缠结，且末端存在大量的羧基官能团与矿物黏土表面羟基之间形成氢键或发生酯化反应，矿物黏土均匀分散在超支化聚合物分子链的末端，得到微球结构的黏土复合超支化聚合物，利用超支化聚合物构造出的多孔微球造成涂料表面的粗糙度改变以及未完全接枝的黏土片层共同作用进行消光。
[0029]本专利技术通过超支化聚合物末端与矿物黏土的接枝，避免了矿物黏土的团聚，提高了消光效果。并且结合矿物黏土其所具有的阻燃效果以及分布在微球的表面，得到具有阻
燃性的消光剂。
[0030]本专利技术还通过添加抗菌粒子分布在微球结构的微孔或其表面，使其具有抗菌效果，将抗菌、阻燃和消光结合在一起，制备出多功能的消光材料。
[0031]本专利技术所述消光剂原料易得，制备方法简单，可以降低消光剂制备成本，具有推广性。
附图说明
[0032]图1是剥离的蒙脱土片层的扫描电镜图；
[0033]图2是本专利技术的扫描电镜图；
[0034]图3是本专利技术的抑菌效果图；
[0035]其中，a为实施例1，b为实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物消光剂，其特征在于，原料包括矿物黏土和端基带有羧基的超支化聚合物，制备步骤包括：S1.将黏土矿物在水中剥离成片层结构，得到微米级别的黏土片层分散液；S2.在步骤S1中的微米级别黏土片层分散液中加入一定量端基带有羧基的超支化聚合物，混合均匀，加热，使得剥离的蒙脱土片层上的羟基完全与超支化聚合物的羧基发生反应，将成品放入干燥箱干燥，得到复合超支化聚合物微球，即得消光剂。2.根据权利要求1所述超支化聚合物消光剂，其特征在于，所述原料还包括抗菌粒子，所述抗菌粒子与复合超支化聚合物微球复合得到负载抗菌粒子的复合超支化聚合物微球。3.根据权利要求1所述超支化聚合物消光剂，其特征在于，所述端基带有羧基的超支化聚合物与矿物黏土的质量比为0.1～1∶1。4.根据权利要求1所述超支化聚合物消光剂，其特征在于，所述矿物黏土包括蒙脱土、高岭土、硅藻土、海泡石的一种或多种；优选地，所述蒙脱土为钠基蒙脱土、钙基蒙脱土、氢基蒙脱土中的至少一种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖登旺，刘丽，李玉华，庞景明，吴昊，彭来湖，戴志锋，万昌江，刘跃军，杨军，
申请(专利权)人：浙江理工大学龙港研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：