一种水溶性分散剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水溶性分散剂及其制备方法和应用，所述水溶性分散剂包括聚醚改性聚合物A和聚酰胺类高分子聚合物B；所述聚醚改性聚合物A的制备原料包括乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚和烷基单醇；所述聚酰胺类高分子聚合物B包括乙烯基吡咯烷酮的均聚物和/或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。本发明专利技术的水溶性分散剂的体系中各功能官能团的种类更加多元化，提高了分散剂对分散染料颗粒的润湿、以及保护作用，使分散染料的研磨效率、浆料中染料颗粒的占比、浆料稳定性均有所提高。浆料稳定性均有所提高。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性分散剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于色浆助剂
，涉及一种水溶性分散剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
[0003]分散染料的分子结构小，不含水溶性基团，仅含有极性基团，其水溶性极低，在使用时，必须需要借助分散剂的作用形成均一的分散液。
[0004]传统的分散染料在分散时加入了大量的木质素盐类、萘磺酸盐类以及其它的分散助剂，分散时这些分散助剂的加入量较多，其添加量为染料的70％～150％之间，并且其液体状分散染桨，由于稳定周期短难以长期保存，且其高的分散剂添加量导致其印染废水中存在大量的有机污染物，造成处理困难、环境危害大等缺点。
[0005]CN114644762A公开了一种多重改性木质素染料分散剂及其制备方法，以工业碱木素为原料，在碱性条件下，以磺化试剂1、磺化试剂2为磺化试剂体系，在不同位点同时引入磺酸基团，可极大提高亲水基团磺酸基的含量。然后选择性添加封闭试剂，减少残余羟基含量，同时提高分子量。该多重改性木质素磺酸盐可应用于染料分散剂，无需研磨即可制得的具有良好的分散性和优异的高温稳定性的分散染料体系，且其具有极低的沾污性，对偶氮染料具有较低的还原率，同时能够显著提升上染率，能够极大降低印染行业的生产成本。但该专利技术的分散剂用于分散染料时添加比例较高。<br/>[0006]因此，在本领域中期望开发一种用于染料分散的水溶性分散剂。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水溶性分散剂及其制备方法和应用。相比于传统的具有单一锚固基团、润湿基团的小分子染料分散剂，本专利技术提供的水溶性分散剂含有具有芳香族、羧酸酯、羧酸亲颜料基团，具有良好的润湿性、极好的防沉性，防絮凝及浮色发花的能力，其结构修饰强、原料来源丰富，适用于众多颜料分散领域。本专利技术提供的水溶性分散剂可通过控制聚合物单元单体的比例，控制聚合物聚合度，调控官能团的结构类型、数量、分布密度等，来控制分散剂的微观静电排斥作用、多点吸附能力、溶剂化链作用和空间位阻能力，以此保证分散剂的润湿性、防沉性、防絮凝等性能。
[0008]相比于传统的染料分散剂，本专利技术提供的水溶分散剂不仅可以降低分散剂的加入量，节省加工设备与加工能耗，降低环境污染；而且浆料分散均匀，稳定性好，从而使分散体系的最终使用性能显著提高。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种水溶性分散剂，所述水溶性分散剂包括聚醚改性聚合物A和聚酰胺类高分子聚合物B；
[0011]所述聚醚改性聚合物A的制备原料包括乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚和烷基单醇；
[0012]所述聚酰胺类高分子聚合物B包括乙烯基吡咯烷酮的均聚物和/或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。
[0013]本专利技术由聚醚改性聚合物A和聚酰胺类高分子聚合物B复配得到了水溶性分散剂，其中聚醚改性聚合物A，在过氧化化物引发剂引发下，采用本体自由基聚合的方式，引发乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚聚合获得预聚产物，烷基单醇在酸催化剂的作用下，对预聚产物中酸酐基团进行酯化开环形成羧酸酯以及羧酸基团，获得聚醚改性聚合物A；所述聚醚改性聚合物A是一种含有多种特征官能团的梳型结构聚合物，活性大单体聚醚提供聚合物侧链亲水链段，乙烯基苯类单体所含苯环基团的共轭效应提供对染料基团的亲和锚固作用，经烷基单醇开环酯化的酸酐基团，同时提供颜料亲和性的羧酸酯官能团，以及对染料颗粒浸润以及静电斥力效果的离子化羧酸基团。聚醚改性聚合物A与极性聚酰胺类高分子聚合物B的复合体系，使水溶性分散剂的体系各功能官能团的种类更加多元化，提高了分散剂对分散染料颗粒的润湿、以及保护作用，使分散染料的研磨效率、浆料中染料颗粒的占比、浆料稳定性均有所提高。
[0014]优选地，所述活性大单体聚醚通过以下制备方法制备得到：
[0015]向反应器中加入聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐，升温，保温，至反应过程中无水蒸馏出，得到所述活性大单体聚醚。
[0016]优选地，所述聚醚胺为单醇作起始剂引发环氧乙烷自聚或引发环氧乙烷与环氧丙烷共聚而得到的末端羟基转为胺的单伯氨基聚醚。
[0017]优选地，所述聚醚胺的重均分子量为500～2500g/mol，例如500g/mol、800g/mol、1000g/mol、1300g/mol、1500g/mol、1800g/mol、2000g/mol、2300g/mol或2500g/mol等。
[0018]优选地，所述聚醚胺包括JEFFAMINE M
‑
2070、JEFFAMINE M
‑
1000或JEFFAMINE M
‑
600中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，所述聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐的摩尔比为(0.5
‑
1.5):1，例如0.5:1、1:1或1.5:1等，优选为1:1，需要说明的是，此处的烯丙基琥珀酸酐仅包括制备活性大单体聚醚时用到的烯丙基琥珀酸酐，并不包括制备聚醚改性聚合物A时直接用到的烯丙基琥珀酸酐。
[0020]优选地，所述升温为升温至120～160℃，例如120℃、130℃、140℃、150℃或160℃等。
[0021]优选地，所述保温的时间为2～6小时，例如2小时、3小时、4小时、5小时或6小时等。
[0022]优选地，所述活性大单体聚醚的制备过程在惰性气体保护下进行。
[0023]优选地，所述活性大单体聚醚具有如下式I所示结构：
[0024][0025]其中，R1为氢或甲基，R2为甲基、乙基、丙基或丁基，m为10～60的整数，例如10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60等，n为0～15的整数，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。
[0026]优选地，所述乙烯基苯类单体包括苯乙烯、β
‑
甲基苯乙烯、烯丙苯、3
‑
甲基苯乙烯、2
‑
甲基苯乙烯或2
‑
异丙烯基甲苯中的任意一种或至少两种的组合。
[0027]优选地，所述烷基单醇包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丙醇、异丁醇或叔丁醇中的任意一种或至少两种的组合。
[0028]优选地，所述乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚的质量比为(2～10):(5～20):(30～80)，例如2:5:30、10:20:80或5:10:50等。需要说明的是，此处的烯丙基琥珀酸酐仅包括制备聚醚改性聚合物A时直接用到的烯丙基琥珀酸酐，并不包括制备活性大单体聚醚时用到的烯丙基琥珀酸酐。
[0029]优选地，所述烷基单醇和所述烯丙基琥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性分散剂，其特征在于，所述水溶性分散剂包括聚醚改性聚合物A和聚酰胺类高分子聚合物B；所述聚醚改性聚合物A的制备原料包括乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚和烷基单醇；所述聚酰胺类高分子聚合物B包括乙烯基吡咯烷酮的均聚物和/或乙烯基吡咯烷酮的共聚物。2.根据权利要求1所述的水溶性分散剂，其特征在于，所述活性大单体聚醚通过以下制备方法制备得到：向反应器中加入聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐，升温，保温，至反应过程中无水蒸馏出，得到所述活性大单体聚醚；优选地，所述聚醚胺为单醇作起始剂引发环氧乙烷自聚或引发环氧乙烷与环氧丙烷共聚而得到的末端羟基转为胺的单伯氨基聚醚；优选地，所述聚醚胺的重均分子量为500～2500g/mol；优选地，所述聚醚胺包括JEFFAMINE M
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2070、JEFFAMINE M
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1000或JEFFAMINE M
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600中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐的摩尔比为(0.5
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1.5):1，优选为1:1；优选地，所述升温为升温至120～160℃；优选地，所述保温的时间为2～6小时；优选地，所述活性大单体聚醚的制备过程在惰性气体保护下进行。3.根据权利要求1或2所述的水溶性分散剂，其特征在于，所述活性大单体聚醚具有如下式I所示结构：其中，R1为氢或甲基，R2为甲基、乙基、丙基或丁基，m为10～60的整数，n为0～15的整数。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的水溶性分散剂，其特征在于，所述乙烯基苯类单体包括苯乙烯、β
‑
甲基苯乙烯、烯丙苯、3
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甲基苯乙烯、2
‑
甲基苯乙烯或2
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异丙烯基甲苯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述烷基单醇包括甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丙醇、异丁醇或叔丁醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述乙烯基苯类单体、烯丙基琥珀酸酐、活性大单体聚醚的质量比为(2～10):(5～20):(30～80)；优选地，所述烷基单醇和所述烯丙基琥珀酸酐的摩尔比为(0.1～1):1，优选为1:1。
5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的水溶性分散剂，其特征在于，所述聚醚改性聚合物A的制备原料中还包括引发剂和催化剂；优选地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，郭永江，朱广东，陈占，吴峰，
申请(专利权)人：宇昂科技有限公司，
类型：发明
国别省市：