[發(fā)明專利]一種丙烯酸聚酯型超分散劑及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410165194.0
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103897101A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉國際;劉偉;徐麗;程亮;馬曉方;雒廷亮
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/06;C08F2/38;C09D7/12;C09D11/03
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

技術領域

本發(fā)明屬于分散劑技術領域，特別涉及一種丙烯酸聚酯型超分散劑及其制備方法和應用。

背景技術

在油墨和涂料行業(yè)中，無機顏料和納米粉體在分散應用過程中，不可避免地會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，進而最終影響產(chǎn)品的各項性能。傳統(tǒng)分散劑在水性體系的分散效果較好，在溶劑中的分散效果較差。為解決這一難題，上世紀80年代JamesS.HamPton提出了超分散劑這一全新的概念(J.S.HamPton.A?review?of?hyperdispersant?technology[J].American?Chemical?Society，1986，192：9～12；J.S.Hampton?et?al.Extending?the?boundaries?of?dispersant?technology[J].Progress?in?Organic?Coating，2002，45(2)：249～257)。超分散劑是一類高效的聚合物型分散劑，在分子結構設計上，擺脫了常規(guī)分散劑的局限性，在水性和非水性介質中均具有良好的分散效果。超分散劑在應用上有很多優(yōu)點，能快速充分地潤濕顏料顆粒、可提高分散體系中固含量，能使體系分散均勻、穩(wěn)定性好，顯著提高分散產(chǎn)品性能。

超分散劑與分散劑相比具有相似點，也有不同之處。相似處是超分散劑的分子結構也分為兩個部分，其中親水部分叫做錨固基團，常見的有—NR₃⁺、—COOH、—COO^-、—SO₃H、—SO₃^-、—PO₄^2-、多元胺、多元醇及聚醚；親油基團叫做溶劑化鏈段，常見的有聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯和聚烯烴等。不同的是，溶劑化鏈段的長度比傳統(tǒng)分散劑長，一般要求大于80個碳原子。錨固基團在分散過程中與顏料表面進行作用，使得超分散劑吸附或作用于顏料顆粒上。由于溶劑化鏈段有足夠的長度和柔韌性，它與分散介質具有良好的相容性，在溶劑介質中能夠采取比較伸展的構象，能與固體顆粒表面形成足夠厚度的保護層，以提高分散體系的穩(wěn)定性。

在涂料和印刷油墨以及農(nóng)藥行業(yè)中，通常需將顏料均勻分散在溶劑中形成顏料分散體。顏料分散體一般是通過機械方法，將顏料顆粒的聚集體破碎并減小平均顆粒尺寸的方法制備，研磨通常是分散固體顆粒的最好方法。一般將分散過程分為三個階段，潤濕、破裂、分散穩(wěn)定化，實際上這三個階段是重疊的，有時是同時發(fā)生的。在工業(yè)生產(chǎn)中，考察分散劑性能的一個重要指標是減少研磨時間。顏料在短時間內達到理想分散等級的能力已成為公認的最重要的指標。

丙烯酸聚酯型超分散劑作為超分散劑中應用最為廣泛的類型，是因為丙烯酸酯單體的選擇范圍非常廣泛，其溶劑化鏈的極性與溶解度參數(shù)可以通過改變共聚單體的投料比方便地進行調節(jié)，因此適用范圍較廣。為了得到單端官能化的溶劑化鏈，一般選用巰基酸、巰基醇等物質作為鏈轉移劑。溶劑化鏈的分子量可以通過改變引發(fā)劑與鏈轉移劑的用量來進行控制，得到端羧基或端羥基聚丙烯酸酯超分散劑。近年來，丙烯酸酯類分散劑應用較為廣泛，但其低溫施工性能以及分散穩(wěn)定性存在不足，主要表現(xiàn)在降低分散體系的黏度方面效果不理想，同時分散體系在低溫條件下存儲和使用受限較大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酸聚酯型超分散劑及其制備方法和應用，所述的分散劑在降低分散體系的粘度和提高分散體系流動性方面有較好的表現(xiàn)，且有利于分散體系在低溫條件下存儲和使用。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種丙烯酸聚酯型超分散劑，所述的聚酯型超分散劑是由單體A、單體B和單體C進行自由基無規(guī)聚合得到的聚合物，所述單體A為含有間十五烷基丙烯酸苯酯或其衍生物的單體，所述單體B為含有羧基或磺酸或膦酸基團的單體，所述單體C為(甲基)丙烯酸烷基酯類單體。

所述超分散劑的重均分子量在1000-80000，優(yōu)選重均分子量在3000-50000，更優(yōu)選3000-10000。

三種單體的總重量中單體A含量為2-30％，單體B含量為2-40％，單體C含量為50-90％。優(yōu)選的：單體A含量為5-20％，單體B含量為5-20％，單體C含量為60-85％。

單體A優(yōu)選間十五烷基丙烯酸苯酯或間十五烷基甲基丙烯酸苯酯，更優(yōu)選間十五烷基丙烯酸苯酯。