[發明專利]一種環境友好型含氟超分散劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200810017510.4
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101497758A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 王云普;李成林;楊超;劉漢功;高祥虎;李智文;李紅坤
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;B01F17/52;C08F220/10;C08F4/04;C08F2/38
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 馬正良

技術領域

本發明涉及一種環境友好型涂料中用于分散顏料、填料的含氟超分散劑及其制備方法。

技術背景

顏料的分散是涂料制造技術的重要環節。將顏料粉碎成細小的顆粒，均勻的分散到連續相中，以期得到一個穩定的懸浮體，故涂料在使用中常常加入分散劑。傳統的分散劑在分散介質中對固體顆粒有一定的分散穩定作用，但由于它們在顏料粒子表面的吸附不十分牢固，容易從粒子表面上解吸而導致被分散的粒子又重新聚集或沉淀。為克服傳統分散劑的局限性，20世紀60年代研制開發的一類氟碳表面活性劑。氟碳表面活性劑為憎水基團中含有氟原子的一類表面活性劑，它與普通碳氫表面活性劑最主要的區別在于其分子結構中含有全部或部分活化的烷基鏈。由于氟原子取代了烷基鏈上的氫原子，使氟碳共價鍵具有離子鍵的性能，它的鍵能可達452KJ/mol，又因為氟原子半徑比氫原子大，屏蔽碳原子的能力較強，使原來鍵能比太高的碳碳鍵的穩定性還有所提高，因此氟碳表面活性劑與碳氫表面活性劑相比，具有良好的化學穩定性和熱穩定性，它的樹脂在涂料中能更大程度地降低整個體系的表面張力，使整個表面活性劑的性能有了很大的改變。

隨著人們對環保要求的提高，水性涂料作為一種環保型涂料的使用量逐漸增多，相應的需要在水性體系中使用的分散劑的研制也廣泛開展。因此水性體系中顏料的分散和水性體系顏料分散劑的合成倍受人們的關注。

發明內容

為了滿足水性涂料在經濟生活中需求，本發明的目的旨在提供一種環境友好型含氟超分散劑。含氟超分散劑是一種能夠提高涂料分散體系穩定的界面活性物質，它吸附在顏料的表面上產生電荷斥力或空間位阻，防止顏料產生有害絮凝，使分散體系處于穩定狀態。這類分散劑的分散穩定性遠遠優于傳統的表面活性劑。它是以丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚脂為聚合單體，偶氮二異丁腈為引發劑，異丙醇為溶劑，氫氧化鈉為中和劑，采用自由基聚合工藝，制備一種環境友好型含氟超分散劑，使其能在水性涂料中得到推廣應用。

本發明的另一目的在于提供環境友好型含氟超分散劑的制備方法。

本發明的目的可通過如下措施來實現：

一種環境友好型含氟超分散劑，該分散劑是用自由基共聚原理合成的含氟功能性超分散劑，其結構可用下式表示：

式中：n：m：p＝5.6968：2.98828：12000<94×n+128×m+612×p<20000。

環境友好型含氟超分散劑制備步驟為：

①在帶有回流冷凝管、溫度計、攪拌器以及滴液漏斗的四口燒瓶中，加入異丙醇并開動攪拌器攪拌。

②當溫度升至70-85℃，既溶劑異丙醇在冷凝管中回流后，開始向燒瓶中滴加引發劑偶氮二異丁腈、鏈轉移劑十二烷基硫醇和由丙烯酸丁酯、丙烯酸，甲基丙烯酸十二氟庚脂組成的混合單體，1-2h內完成滴加，然后保持溫度在70-85℃繼續攪拌2-4h；最后加入中和劑NaOH中和，并用去離子水將反應所得聚合物產物固含量調節至35±2％。固含量計算公式為：固含量＝單體總和/(單體總和+水+NaOH+異丙醇).

③反應完成后，得到含氟超分散劑，取出產物，封罐包裝。

含氟超分散劑為淡黃色透明粘稠液體，固含量為35±2％，重均分子量在2000-20000之間，粘度在200-600mPa·s

本發明具有的優點是：

本發明是用自由基共聚原理合成含氟的具有功能性超分散劑，具有通常水性分散劑的普遍優點。如：①分散效果好于傳統小分子分散劑和無機分散劑；②對有機顏料和無機顏料都有較好的分散效果。③用于水性涂料和水性體系顏料，是一種環保產品。

其次，本發明還有獨特優勢：即在制備該超分散劑時通過采用甲基丙烯酸十二氟庚脂的方法引入含氟官能團，使得制備的產品既具很好的分散作用，同時還具有很強的降低水表面張力的作用，效果優于傳統的分散劑。且生產工藝穩定、可靠，為生產水性涂料創造有利條件。

采用本發明的方法制備的環境友好型含氟超分散劑，得到的分散劑對有機顏料及無機顏料都能適用，對于降低水的表面張力效果顯著，分散后得到的色漿具有粘度低、濃度高、色澤鮮艷，穩定性好的特性，而且當用水稀釋到低濃度時色漿也不會發生集結、返粗的現象。

附圖說明

圖1是重均分子量為10000-12000含氟超分散劑對納米二氧化鈦的分散性能的投射電鏡照片。

圖2是重均分子量為8000-10000含氟超分散劑對納米二氧化鈦的分散性能的投射電鏡照片。