一种水溶性聚合物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聚合物分散剂及其制备方法和应用，所述水溶性聚合物分散剂的制备原料包括酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、活性大单体聚醚、溶剂、引发剂和pH调节剂；所述活性大单体聚醚由聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐反应制得。本发明专利技术提供的水溶性聚合物分散剂可快速充分地润湿颜料颗粒、提高研磨效率，降低体系中聚合物分散剂的加入量，增加色浆体系中颜料含量，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。使用性能显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性聚合物分散剂及其制备方法和应用


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

技术介绍

[0002]炭黑是一种常用于涂料和油漆中的黑色颜料，具有优异的黑色色彩和优秀的耐热性能，并且具有优异的着色性能、耐热性能、抗静电性能、吸收紫外线等特性，在汽车涂料、建筑涂料、耐热涂料、抗静电涂料、户外涂料等领域有着广泛的应用。
[0003]炭黑由于其结构颗粒之间有着极强的聚集性，较高的吸油量，导致其在各色的颜料中的分散比较困难。炭黑分散是通过在色素炭黑表面形成树脂或者高分子包裹层，从而使原来的颜料附聚体形成更稳定的小的附聚体。因而在制备水性炭黑浆料时，分散剂必须和颜料表面有足够强度的亲和力或者作用力，才能在颗粒表面形成更强更稳定的吸附、包裹层。采用传统方法制备水性炭黑浆料时通常使用平平加、烷基酚聚醚、吐温、十二烷基苯磺酸等原料，因其锚固基团、亲水基团结构单一，往往需要在分散过程中加入极高的比例，才能获得具有一定流动性的浆料，但浆料的粘度、及稳定周期均不长。
[0004]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，所述分散剂为羧甲基半纤维素钠，其来源为半纤维素改性得到。所述水性炭黑色浆，由下述重量份的物质组分组成：分散剂1
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5份，炭黑10
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25份，水70
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89份。该专利技术的水性炭黑色浆分散剂，是植物资源的有效利用，不仅生产成本低，而且绿色环保，应用于制备炭黑色浆中，方法简单。但该专利技术的浆料研磨时炭黑的添加量较低，且色浆粒径仍然较大，不利于色浆的存储稳定性。
[0005]因此，期望开发一种应用于水性炭黑色浆分散的水溶性聚合物分散剂。

技术实现思路

[0006]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聚合物分散剂及其制备方法和应用。本专利技术提供的水溶性聚合物分散剂为一种新型结构的梳型聚合物，其具有多点锚固基团、多亲水聚醚链段基团，在分散时，其可以快速的润湿无机炭黑颗粒、提高研磨效率，降低体系中聚合物分散剂的加入量，增加色浆体系中颜料含量，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。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种水溶性聚合物分散剂，所述水溶性聚合物分散剂的制备原料包括酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、活性大单体聚醚、溶剂、引发剂和pH调节剂；
[0009]所述活性大单体聚醚由聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐反应制得。
[0010]本专利技术提供的水溶性聚合物分散剂为一种新型结构的梳型聚合物，以聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐反应自制活性大单体聚醚，其所含聚醚链段作为梳型聚合物结构中的侧链亲水基；以酰胺类官能团作为极性锚固基团，丙烯酸酯类单体所含酯基作为疏水锚固基团；以
水作为反应溶剂，水溶性引发剂引发，采用自由基溶液共聚的方式合成了一种新型的高分子聚合物。本专利技术通过调控酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、活性大单体聚醚的聚合比例，控制水溶性聚合物聚醚亲水链段、极性酰胺吸附基团、羧酸酯类锚固基团的比例，获得具有多点锚固基团、多亲水聚醚链段基团的特殊结构的高分子聚合物。在分散时，其可以快速的润湿无机炭黑颗粒、提高研磨效率，降低体系中聚合物分散剂的加入量，增加色浆体系中颜料含量，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。
[0011]在本专利技术中，由聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐反应制得的活性大单体聚醚，作为自由基团聚合体系中大分子亲水单体，赋予水溶性聚合物分散剂优异的亲水性，同时为聚合物分散剂的侧链基团，为其提供稳定的空间位阻保护效应。
[0012]优选地，所述聚醚胺与所述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。
[0013]优选地，所述聚醚胺为单醇作起始剂引发环氧乙烷自聚或环氧乙烷、环氧丙烷共聚的产物末端羟基转为胺的单伯氨基聚醚。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]优选地，所述活性大单体聚醚具有如下式I所示结构：
[0017][0018]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。
[0019]优选地，所述酰胺类单体包括N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲基丙烯酰胺或N
‑
乙烯基己内酰胺中的任意一种或至少两种的组合，优选乙烯基吡咯烷酮和/或N,N
‑
二甲基丙烯酰胺。
[0020]优选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸环己酯或甲基丙烯酸环己酯中的任意一种或至少两种的组合，优选丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸甲酯。
[0021]优选地，所述溶剂包括去离子水。
[0022]优选地，所述引发剂包括偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或过硫酸胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述引发剂以引发剂水溶液的形式加入。
[0024]优选地，所述引发剂水溶液中引发剂的含量为20wt.％。
[0025]优选地，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、一乙醇胺或N,N
‑
二甲基乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合，优选一乙醇胺和/或N,N
‑
二甲基乙醇胺。
[0026]优选地，所述酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、活性大单体聚醚的质量比为(1～5):(3～10):(20～30)，例如1:3:20、5:3:20或5:10:30等。
[0027]优选地，所述水溶性聚合物分散剂的重均分子量为5000～200000g/mol，例如5000g/mol、10000g/mol、20000g/mol、30000g/mol、40000g/mol、50000g/mol、100000g/mol、150000g/mol或200000g/mol等，优选10000～50000g/mol。
[0028]优选地，所述水溶性聚合物分散剂的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性聚合物分散剂，其特征在于，所述水溶性聚合物分散剂的制备原料包括酰胺类单体、丙烯酸酯类单体、活性大单体聚醚、溶剂、引发剂和pH调节剂；所述活性大单体聚醚由聚醚胺与烯丙基琥珀酸酐反应制得。2.根据权利要求1所述的水溶性聚合物分散剂，其特征在于，所述聚醚胺与所述烯丙基琥珀酸酐的摩尔比为(0.5
‑
1.5):1，优选为1:1；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
‑
2070、JEFFAMINE M
‑
1000或JEFFAMINE M
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600中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的水溶性聚合物分散剂，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聚合物分散剂，其特征在于，所述酰胺类单体包括N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、N,N
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二甲基甲基丙烯酰胺或N
‑
乙烯基己内酰胺中的任意一种或至少两种的组合，优选乙烯基吡咯烷酮和/或N,N
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二甲基丙烯酰胺；优选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸环己酯或甲基丙烯酸环己酯中的任意一种或至少两种的组合，优选丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸甲酯；优选地，所述溶剂包括去离子水；优选地，所述引发剂包括偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或过硫酸胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述引发剂以引发剂水溶液的形式加入...

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