一种超支化型超分散剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化型超分散剂，所述超支化型超分散剂的结构如通式(1)所示；所述制备方法包括如下步骤：以二缩水甘油醚化合物和二胺化合物为反应单体，开环聚合制得超支化聚醚胺；在催化剂作用下，利用超支化聚醚胺中的羟基和仲胺基对环状内酯进行开环反应，制得所述超支化型超分散剂。本发明专利技术超支化型超分散剂以叔胺基作为锚固基团，聚酯链段作为溶剂化链段，能够对光固化以及热固化涂料中的无机填料进行有效分散。料进行有效分散。料进行有效分散。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化型超分散剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及超支化聚合物
，尤其是涉及一种超支化型超分散剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]超分散剂通常能够避免涂料中的无机填料颗粒由于表面相互作用而产生絮凝，从而降低涂料的粘度，改善涂料的流平性。超分散剂的结构主要分为两个部分，第一部分是能与固体颗粒形成物理化学作用的基团，称为锚固集团。第二部分是能够与涂料介质形成良好的相容性，形成空间位阻的溶剂化链段。叔胺基与无机颗粒表面能产生强烈的相互作用，故而作为锚固基团，叔胺基能够与无机填料产生较好的锚固效果。超支化聚合物是一种具有高度支化和三维网状结构的聚合物，相比于线性聚合物有更高的官能团密度。因此，将超支化聚合物应用于分散剂的结构设计，能够提供密度较高的锚固基团，有利于超分散剂对无机填料的吸附。
[0003]中国专利技术申请CN200910154789.5通过多元胺和α，β不饱和羰基化合物通过迈克尔加成反应最终得到一种超支化聚合物炭黑分散剂，其末端端基可以进行改性，最终调控得到所需的高分子。但是聚合物在合成过程中所使用单体的官能团活性相同，容易在合成过程中产生凝胶现象。同时在超支化聚合物中未引入能够产生空间位阻的溶剂化链段，不利于分散剂对填料的分散稳定性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种超支化型超分散剂及其制备方法与应用。本专利技术超支化型超分散剂以叔胺基作为锚固基团，聚酯链段作为溶剂化链段，能够对光固化以及热固化涂料中的无机填料进行有效分散。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种超支化型超分散剂，所述超支化型超分散剂的结构如通式(1)所示：
[0007][0008]通式(1)中，R1表示为O、中的一种；
[0009]R2表示为甲基或乙基；
[0010]R3表示为中的一种；
[0011]n表示为3～40的整数。
[0012]本专利技术的第二个目的是提供一种超支化型超分散剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013]以二缩水甘油醚化合物和二胺化合物为反应单体，开环聚合制得超支化聚醚胺；
[0014]在催化剂作用下，利用超支化聚醚胺中的羟基和仲胺基对环状内酯进行开环反应，制得所述超支化型超分散剂。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述超支化聚醚胺的制备方法包括如下步骤：
[0016]将二缩水甘油醚化合物、二胺化合物和乙醇混合后，先在常温下反应24～48h，然后升温至50～80℃反应24～48h，之后纯化，得到所述超支化聚醚胺。纯化过程为：旋蒸浓缩后，进行溶解
‑
沉淀操作，沉淀物真空干燥。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述二缩水甘油醚化合物为二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、1,6
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己二醇二缩水甘油醚中的一种；所述二胺化合物为N
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甲基乙二胺、N
‑
乙基乙二胺中的一种。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述二缩水甘油醚化合物与二胺化合物的摩尔比为1:1～1.5，所述二缩水甘油醚化合物和二胺化合物的总质量与乙醇的质量体积浓度为0.1～
1.0g/mL。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述超支化聚醚胺的结构如通式(2)所示：
[0020][0021]通式(2)中，R1表示为O、中的一种；
[0022]R2表示为甲基或乙基。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述超支化型超分散剂的制备方法为：
[0024]将超支化聚醚胺与环状内酯混合，之后加入催化剂，在120～160℃下反应2～24h，之后纯化，得到所述超支化型超分散剂。纯化过程为：旋蒸浓缩后，进行溶解
‑
沉淀操作，沉淀物真空干燥。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述环状内酯为γ
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戊内酯、ε
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己内酯中的一种；所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡、二乙酸二丁锡中的一种。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述超支化聚醚胺与环状内酯的质量比为1:3～60；所述催化剂的用量为超支化聚醚胺和环状内酯总质量的0.3～3％。
[0027]本专利技术的第三个目的是提供一种超支化型超分散剂的应用，用于分散光固化涂料或热固化涂料中的无机填料；所述无机填料为二氧化硅、硅藻土、石英、硅胶、粘土矿、滑石粉、高岭土、云母、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、氧化锌、炭黑中的一种或多种。
[0028]本专利技术有益的技术效果在于：
[0029]本专利技术利用二缩水甘油醚化合物和二胺化合物通过开环加成反应合成超支化聚醚胺，然后利用超支化聚醚胺中的羟基和仲胺基与内酯进行开环反应，最终得到以叔胺基作为锚固基团，聚酯链段作为溶剂化链段的超支化型超分散剂。
[0030]本专利技术超支化型超分散剂的内核为超支化聚醚胺，包含密度较高的叔胺基团，对无机填料产生较好的吸附效果。利用超支化聚醚胺所含有的羟基与仲胺基来接枝聚酯链段，为超分散剂提供较好的空间位阻作用。聚酯型的溶剂化链能够与市场上大部分涂料有较好的溶解性，提高了溶剂化链的位阻作用。
[0031]本专利技术利用二缩水甘油醚化合物A2单体和二胺化合物BB'2单体(B代表活性较高的胺氢，B'代表活性较低的胺氢)开环聚合反应，由于B的活性远高于B'，因此在反应初期生成AB'2中间体，能够有效避免超支化聚醚胺在聚合过程中发生凝胶现象。
附图说明
[0032]图1为实施例1制得超支化聚醚胺、实施例1
‑
4制得超支化型超分散剂的红外吸收光谱图。
[0033]图2为实施例1制得超支化聚醚胺、实施例1
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4制得超支化型超分散剂的核磁氢谱图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。
[0035]实施例1
[0036]一种超支化型超分散剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0037](1)将1.763g(20mmol)N
‑
乙基乙二胺在反应器中溶于30mL乙醇溶液，在氮气保护下加入3.232g(16mmol)1，4
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丁二醇二缩水甘油醚，在常温下反应48h后升温至80℃继续反应24小时。待反应结束，旋蒸浓缩后利用无水乙醚进行沉淀，再用氯仿溶解，重复溶解
‑
沉淀3次，利用真空烘箱干燥24h，得到淡黄色粘稠状液体HBP1:0.8，即超支化聚醚胺，产率为73.5％。
[0038](2)将1g步骤(1)制得的HBP1:0.8和6.85gε
‑
己内酯加入反应器中，在氮气氛围下升温至130℃，加入0.08g辛酸亚锡，恒温反应6h，反应结束后室温冷却，加入氯仿溶解，再用无水乙醚沉淀，重复溶解
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沉淀3次，利用真空烘箱干燥24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超支化型超分散剂，其特征在于，所述超支化型超分散剂的结构如通式(1)所示：通式(1)中，R1表示为O、中的一种；R2表示为甲基或乙基；R3表示为中的一种；n表示为3～40的整数。2.一种权利要求1所述超支化型超分散剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：以二缩水甘油醚化合物和二胺化合物为反应单体，开环聚合制得超支化聚醚胺；在催化剂作用下，利用超支化聚醚胺中的羟基和仲胺基对环状内酯进行开环反应，制得所述超支化型超分散剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述超支化聚醚胺的制备方法包括如下步骤：将二缩水甘油醚化合物、二胺化合物和乙醇混合后，先在常温下反应24～48h，然后升温至50～80℃反应24～48h，之后纯化，得到所述超支化聚醚胺。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二缩水甘油醚化合物为二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚中的一种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二胺化合物为N
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甲基乙二胺、N
‑
乙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小杰，胡增，朱叶，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：