[發明專利]一種高效水性顏料分散劑

無效

• 申請號: 201210560241.2
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102974267A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 黃丹;顧義師
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01F17/44
• 分類號: B01F17/44;C09C1/36;C09C3/10;C09B67/20;C09D11/00
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技術領域

本發明涉及顏料的分散劑，尤其適用于油墨顏料的分散，屬于精細化工領域。

背景技術

水性顏料作為一類節能省源且環境友好的產品受到人們的廣泛關注。目前我國顏料產量已占全球的60％以上，但多數是低端產品且有關顏料的商品化一直被歐美、日本等地區所壟斷。顏料的顏料化中以產品的分散最為重要。其中，顏料的著色強度、色光鮮艷度、遮蓋力、透明度、光澤度、耐遷移性等性質與其粒徑大小及分布有密切關系。顏料在涂料、油墨中主要是以聚集體、凝聚體或絮凝體等形態存在，而為了能很好呈現顏料的品質性能，在實際應用中需將其粒徑降低到納米尺寸，隨著顏料粒徑的降低，顏料粒子間存在vander?Waals引力以及分散了的粒子具有較高的自由能，體系變得不穩定，自動減小表面積的傾向增大，這種傾向表現為顏料的絮凝、凝聚、聚集和結晶增長，導致顏料粒徑增大、穩定性變差，顏料的著色強度、色光鮮艷度、遮蓋力、透明度、光澤度、耐遷移性等性能變差。

顏料顆粒分散于液體中可分為三步過程：顏料的潤濕；顏料團粒的脫聚、分散；防止顏料顆粒的再聚集。應用于水性顏料的分散劑主要分為三種：無機小分子、有機小分子和高分子分散劑。無機小分子分散劑如堿金屬磷酸鹽類、硅酸類、碳酸鹽類等主要靠靜電排斥穩定顏料粒子，這類分散劑成本低，但分散效果差，對外界因素如pH、溫度、剪切力等敏感，很少單獨使用。有機小分子分散劑主要指一些結構簡單的表面活性劑，主要靠靜電排斥即雙電層原理(離子表面活性劑)或空間位阻效應(非離子表面活性劑)來穩定顏料，但是由于他們分子量較小，在顏料粒子表面吸附不牢固，容易從粒子表面解吸而導致分散的粒子又重新聚集或沉淀。高分子分散劑主要指嵌段型高分子聚合物，其具有與顏料表面吸附或鍵合的錨基，從而緊密牢固地結合在顏料粒子表面，達到高效率的覆蓋，可溶劑化部分有效地擴展到分散介質中，形成立體屏障作用，提供立體穩定勢壘。但其在分散過程中粘度過大影響使用，且由于合成條件所限，產品批次有差別，造成性能不穩定。

發明內容

針對上述不足，本發明公開了一種不含APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)，符合環保要求的高效水性顏料分散劑。該高效水性分散劑為棕黃色液體，pH值為6～7，固含量為30～60％，其主要成分具有如下(I)的結構式：

其中：R₁為C₁₂H₂₅，C₁₄H₂₉，C₁₆H₃₃，C₁₈H₃₇中的一種；R₂為C₁₂H₂₅，C₁₄H₂₉，C₁₆H₃₃，C₁₈H₃₇中的一種；m1+m2+m3＝5～30之間的整數；n1+n2+n3＝5～30之間的整數；S為二元羧酸(順丁烯二酸)或馬來酸酐。

水性顏料分散劑的作用原理：水溶性顏料分散劑吸附在顏料顆粒表面，增加顏料粒子的表面電荷，提高粒子間的靜電斥力，并有效增加粒子間的空間位阻，使色漿中顏料顆粒穩定的分散成為可能。

分散顏料所采用的研磨設備為渦輪式粉碎機、泵式液體粉碎機、無篩主軸式粉碎機、超細氣流研磨機、高壓微射流粉碎機、超聲波粉碎機、沙磨粉碎機、高速乳化分散機。

具體工藝參數：顏料用量占溶劑質量的10～30％，高效水性顏料分散劑用量占顏料用量的5～50％，超聲粉碎功率為100w，研磨速度為1800-1200r/min，研磨時間為0.5～2小時；

適用顏料：鈦白粉、氧化鋅、高嶺土、分散藍等。

分散效果：顏料的粒徑≤500nm，分散體系穩定時間≥72h。

本發明的有益效果為：

(1)本發明的高效水性顏料分散劑對多種無機顏料如鈦白粉、氧化鋅、高嶺土等都有良好的分散效果。

(2)本發明的高效顏料分散劑有效成分易生物降解，對環境危害小。

(3)本發明的高效顏料分散劑為高濃液體，性能穩定，不易受生物侵蝕而發霉，減少防腐劑的使用量，可單獨使用，也可與其他分散劑復配使用。

(4)本發明的高效顏料分散劑配置的顏料具有低泡性。

具體實施方式

這些實施例僅僅是對本發明實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。

實施例1～5：分散劑對鈦白粉的分散，分散粒徑見表1

實施例1