[發(fā)明專利]一種聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108816152B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁暉;吳心培;盧江;李萬棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué);廣州新馳化工科技有限公司
• 主分類號: B01F17/52
• 分類號: B01F17/52;C08G73/04;C09C1/00;C09C3/10;C01B32/194
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

本發(fā)明公開了一種聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑及其制備方法與應(yīng)用。該分散劑在其聚乙烯亞胺分子鏈上同時帶有聚醚側(cè)鏈和羧酸鹽側(cè)基，是由聚乙烯亞胺與α,β?不飽和酸鹽和聚醚的α,β?不飽和酸酯通過聚乙烯亞胺所含伯氨基和仲氨基與α,β?不飽和酸鹽和聚醚的α,β?不飽和酸酯所含雙鍵的邁克爾加成反應(yīng)所制備。其中聚乙烯亞胺賦予分散劑對無機粉體良好的錨固作用；聚醚為溶劑化鏈，賦予分散劑立體阻礙效應(yīng)；羧酸為離子基團，賦予分散劑靜電相斥作用。且后兩者共同抑制和防止分散粒子的團聚，三方面結(jié)合可獲得優(yōu)異的分散性能。該水性分散劑應(yīng)用于無機顏料、硅碳粉和石墨烯等無機粉體的水分散體系均表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水性分散劑技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

分散劑（Dispersant）是一種在分子內(nèi)同時具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑。可均一分散那些難于溶解于液體的無機，有機顏料的固體及液體顆粒，同時也能防止顆粒的沉降和凝聚，形成安定懸浮液所需的兩親性試劑。將水不溶性無機粉體以水為介質(zhì)研磨成無機粉體水分散體系時必須添加分散劑，其中分散劑的主要作用如下：（1）對無機粉體表面進行改性，快速而充分地潤濕粒子表面，從而縮短達到合格顆粒細度的研磨時間，減少能量損耗；（2）穩(wěn)定所分散的無機粉體，防止發(fā)生聚集和沉降；（3）降低粘度，提高粉體分散體系中的無機粉體含量。

要起到良好的分散作用，分散劑首先必須能與無機粉體粒子表面之間形成較強的吸附作用，不易解吸，為此必須在分散劑分子中引入一定數(shù)量的錨固基團。而為了防止粉體粒子的聚集，可有兩種基本方法：一是在分散劑分子引入離子基團，從而在粉體粒子周圍形成雙電層，由于靜電斥力作用抑制粉體粒子的團聚；二是在分散劑分子中引入溶劑化鏈，對于水性分散劑就是在分散劑分子中引入親水性長鏈，由于親水性長鏈與水之間具有良好的相容性，其在水中取伸展構(gòu)象，從而在粉體粒子表面形成一定厚度的保護層，起到有效的立體阻礙作用，防止粒子發(fā)生團聚。

聚乙烯亞胺通常為支化聚合物，分子中含有伯氨基、仲氨基和叔氨基，賦予了聚乙烯亞胺非常獨特的性能和極高的化學(xué)反應(yīng)活性，其所含的各種氨基可與多種表面之間形成較強的吸附作用，且由于氨基含量高可在粒子表面形成多點錨固，吸附牢度高；同時伯氨基和仲氨基的高反應(yīng)活性提供了多種改性可能。如專利 US 20130342593和WO 2017140538等報道了通過聚乙烯亞胺分子鏈的氨基與端羧基聚酯的端羧基之間的酰胺化反應(yīng)在聚乙烯亞胺上接枝油溶性的聚酯鏈，其聚酯鏈起溶劑化鏈作用形成立體阻礙作用，從而得到了性能良好的油性顏料分散劑。隨著人們環(huán)保意識的日益增強，油性體系因其所含有機物對環(huán)境污染問題將越來越受到限制，因此性能優(yōu)異的水性分散劑的研究開發(fā)日益廣受關(guān)注。如前所述的聚酯改性聚乙烯亞胺油性分散劑僅僅引入了錨固基團和溶劑化鏈，這對于有些應(yīng)用場合不足以提供足夠的分散性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有水性分散劑的缺陷和不足，在聚乙烯亞胺的分子鏈上同時引入離子基團和水溶性聚醚側(cè)鏈，其中聚乙烯亞胺提供錨固基團、離子基團提供靜電斥力、水溶性聚醚側(cè)鏈提供立體阻礙作用，從而得到性能優(yōu)良的水性分散劑。

本發(fā)明的目的是提供一種聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑及其制備方法。

本發(fā)明的再一目的是提供所述聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑的應(yīng)用。

本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑，其聚乙烯亞胺分子鏈上同時帶有聚醚側(cè)鏈和羧酸鹽側(cè)基。

具體地，所述聚醚與羧酸雙改性聚乙烯亞胺水性分散劑是由聚乙烯亞胺與A和B通過邁克爾加成反應(yīng)制備得到；即所述水性分散劑上的聚醚側(cè)鏈和羧酸鹽側(cè)基由聚乙烯亞胺與A和B通過聚乙烯亞胺所含伯氨基和仲氨基與A和B所含雙鍵的邁克爾加成反應(yīng)引入；其中，A為α,β-不飽和酸鹽，B為聚醚的α,β-不飽和酸酯。