高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用
本發(fā)明提供了一種高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用。所述高分子分散劑包括聚合物a和聚合物b；所述聚合物a的制備原料包括乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的嵌段共聚物、堿性化合物和氨基多元醇；所述聚合物b的制備原料包括單羥基聚醚、三異氰酸酯和酸酐B。本發(fā)明中，所述高分子分散劑通過具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物a和聚合物b復(fù)配，使得所述分散劑在用量較少的前提下，就有良好的分散效果，同時還能夠降低水性色漿中增稠劑用量甚至無需加入增稠劑，粘度也能達到要求，且色漿穩(wěn)定性好、儲存周期長。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于色漿助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
氧化鐵黃是一種著色力、遮蓋力、耐光性、耐酸性、耐堿性、耐熱性優(yōu)異且用途廣泛的無機顏料。隨著涂料、顏料和助劑工業(yè)的發(fā)展，以水性色漿調(diào)色的工藝在建筑涂料、木器涂料等涂料中的應(yīng)用已越來越廣泛。水性氧化鐵黃色漿以水為分散介質(zhì)，不添加有害溶劑、研磨樹脂，不會引起配色時與基礎(chǔ)漆的相容性不良問題，但在后續(xù)的貯存和使用過程中，常會出現(xiàn)顏料粒子重新聚集、返粗、體系分層等不良現(xiàn)象，導(dǎo)致配制的色漆出現(xiàn)色差、浮色和發(fā)花等弊病。
為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中多在制備水性氧化鐵色漿時，加入大量的分散劑。常用分散劑包括聚丙烯酸(酯)、聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等水性分散劑。例如CN108034305A公開一種氧化鐵顏料色漿及其制備方法，通過對氧化鐵顏料進行表面改性，同時引入聚氨酯分散劑，可以顯著提高穩(wěn)定性和著色力，有利于色漿中顏料顆粒的分散和穩(wěn)定。但是，所述色漿中需要加入一定量的增稠劑，增加成本，且高溫儲存性能有待進一步提高。
CN1569982A公開一種具有一定疏水性的氧化鐵水性色漿，由按重量百分比計算的5～15％的分散劑、0.1～0.5％的消泡劑、0.1～0.5％的增稠劑、40～75％的氧化鐵顏料、0.1～0.5％的殺菌防腐劑、0.1～0.3％的pH調(diào)節(jié)劑、2～10％的保水抗凍劑和15～35％的水組成。所述色漿中由于添加了合適的分散劑，可在保證色漿各方面性能(著色力、色相、貯存穩(wěn)定性等)不變、不影響色漿的正常使用的前提下，使色漿具有一定的疏水性。但是，所述色漿中分散劑用量偏高，且需要加入增稠劑。
現(xiàn)有技術(shù)的普遍缺陷為不僅分散劑加入量過高，設(shè)計配方時往往需要輔以一定量增稠防沉劑，才能獲得短時間內(nèi)穩(wěn)定的商品色漿，且色漿放置過程中易析水、沉底，色漿儲存周期較短。
因此，開發(fā)一種分散效果好，色漿在高溫條件下長時間儲存，無析水、無沉淀且用量少，不需要加入增稠劑的色漿用分散劑，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用。所述高分子分散劑通過具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物a和聚合物b復(fù)配，使得所述分散劑在色漿配方中用量少，降低增稠劑用量甚至無需加入增稠劑，粘度也能達到要求，且色漿穩(wěn)定性好、儲存周期長。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括聚合物a和聚合物b；所述聚合物a的制備原料包括乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的嵌段共聚物、堿性化合物和氨基多元醇；所述聚合物b的制備原料包括單羥基聚醚、三異氰酸酯和酸酐B。
本發(fā)明中，所述聚合物a選用特定的原料組合，使得聚合物a的分子鏈中引入烯基二酸鹽結(jié)構(gòu)單元和含多羥基的N-取代基馬來酰亞胺結(jié)構(gòu)單元，提高了色漿的分散效果，使得色漿的穩(wěn)定性好，儲存周期長，且羥基具有一定的增稠性能，能夠減少色漿中增稠劑的用量；所述聚合物b選用特定的原料組合，使得聚合物b含有疏水端三苯甲烷基團和親水端聚醚鏈段，提高了色漿的儲存穩(wěn)定性，通過聚合物a和聚合物b的搭配使用，使得包括所述高分子分散劑的色漿，在高溫下長時間儲存無析水、無沉淀現(xiàn)象，且粘度和粒徑變化幅度小。
優(yōu)選地，所述乙烯基芳族化合物包括苯乙烯、甲基苯乙烯或二甲基苯乙烯中的至少一種。
優(yōu)選地，所述烯屬不飽和羧酸酐A包括馬來酸酐、衣康酸酐或檸康酸酐中的至少一種。
優(yōu)選地，所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的摩爾比為(50～70):(30～50)，其中，(50～70)中的具體取值例如可以為52、54、56、58、60、62、64、66、68等；(30～50)中的具體取值例如可以為32、34、36、38、40、42、44、46、48等，進一步優(yōu)選為(55～65):(25～45)。
優(yōu)選地，所述堿性化合物占所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A總摩爾量的40～80％，例如可以為42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％等，進一步優(yōu)選為50～70％。
優(yōu)選地，所述堿性化合物包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、三丙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、N，N-二甲基乙基胺、二乙氨基乙醇、異丙胺、丁胺、N-甲基正丙胺、N-甲基乙酰胺或N-甲基丙酰胺中的至少一種，進一步優(yōu)選為一乙醇胺、氫氧化鈉或三乙胺中的至少一種。
優(yōu)選地，所述氨基多元醇占所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A總摩爾量的5～20％，例如可以為6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％等，進一步優(yōu)選為8～15％。
本發(fā)明中，所述聚合物a的分子鏈結(jié)構(gòu)為A-B-C形式，其中，A為乙烯基芳族化合物結(jié)構(gòu)單元，B為烯基二酸鹽結(jié)構(gòu)單元，是酸酐經(jīng)堿性化合物開環(huán)成鹽得到；C為含多羥基N-取代酰亞胺結(jié)構(gòu)單元，是氨基多元醇與酸酐反應(yīng)，進行N取代得到。所述堿性化合物消耗的酸酐的摩爾量與氨基多元醇消耗的酸酐的摩爾量總和為嵌段共聚物中烯屬不飽和羧酸酐A的摩爾量。
優(yōu)選地，所述氨基多元醇中羥基的個數(shù)≥2，例如可以為3、4、5等。
優(yōu)選地，所述氨基多元醇包括三(羥甲基)氨基甲烷、2-氨基-1，3-丙二醇、3-氨基-1，2-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇或1-氨基-1-脫氧-D-山梨糖醇中的至少一種，進一步優(yōu)選為三(羥甲基)氨基甲烷、2-氨基-1，3-丙二醇或2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇中的至少一種。
優(yōu)選地，所述聚合物a的重均分子量為3000～50000g/mol，例如可以為3500g/mol、4000g/mol、5000g/mol、6000g/mol、7000g/mol、8000g/mol、9000g/mol、10000g/mol、12000g/mol、14000g/mol、18000g/mol、22000g/mol、26000g/mol、30000g/mol、34000g/mol、38000g/mol、42000g/mol、46000g/mol等，進一步優(yōu)選為5000～15000g/mol。
優(yōu)選地，所述聚合物a采用如下方法進行制備，所述方法包括：
(i)將乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的嵌段共聚物與氨基多元醇反應(yīng)，得到聚合物a-X；
(ii)將步驟(i)得到的聚合物a-X在堿性化合物存在下進行水解反應(yīng)，得到所述聚合物a。
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)的體系中還包括有機溶劑和催化劑。
優(yōu)選地，所述有機溶劑包括乙酸戊酯。
優(yōu)選地，所述有機溶劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比為(2.5～3):1，例如可以為2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1等。
優(yōu)選地，所述催化劑包括三乙胺、三丙胺、三異丙胺、N，N-二甲基異丙胺、N，N-二甲基丙酰胺、N-乙基-N-甲基乙酰胺、四甲基甲烷二胺、N，N-二乙基丙胺、四甲基脲、N，N-二甲基甲酰胺、四甲基丙二胺或四乙基乙二胺中的任意一種，進一步優(yōu)選為三丙胺和/或三乙胺。
優(yōu)選地，所述催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比為1:(2～4)，例如可以為1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8等。
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)在保護氣氛中進行。
本發(fā)明中，所述催化劑在加速馬來酰亞胺的閉環(huán)進程中，同時具有抑制醇羥基與酸酐之間的反應(yīng)的作用。
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)包括經(jīng)歷第一階段和第二階段進行反應(yīng)。
優(yōu)選地，所述第一階段的反應(yīng)溫度為20～35℃，例如可以為22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃等。
優(yōu)選地，所述第一階段的反應(yīng)時間為1～2h，例如可以為1.2h、1.4h、1.6h、1.8h等。
優(yōu)選地，所述第二階段的反應(yīng)溫度為120～140℃，例如可以為122℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、138℃等。
優(yōu)選地，所述第二階段的反應(yīng)時間為6～12h，例如可以為7h、8h、9h、10h、11h等。
本發(fā)明中，所述聚合物a可以在制備所述高分子分散劑時，由聚合物a-X在堿性化合物存在下直接水解制備得到。
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚的聚合度為25～100，例如可以為30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95等，進一步優(yōu)選為40～70。
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚的數(shù)均分子量為2000～3000，例如可以為2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900等。
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚包括單烷氧基封端的聚乙二醇和/或單烷氧基封端的聚丙二醇。
優(yōu)選地，所述烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或異丙氧基中的任意一種。
優(yōu)選地，所述三異氰酸酯包括三苯基甲烷三異氰酸酯。
優(yōu)選地，所述酸酐B包括2-甲基琥珀酸酐、2，2-二甲基琥珀酸酐、正辛基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐、馬來酸酐、衣康酸酐或檸康酐中的至少一種，進一步優(yōu)選為丁基琥珀酸酐和/或正辛基琥珀酸酐。
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚、三異氰酸酯和酸酐B的摩爾比為(0.06～0.1):(0.02～0.033):(0.06～0.1)，其中，(0.06～0.1)中的具體取值例如可以為0.065、0.07、0.075、0.08、0.085、0.09、0.095等；(0.02～0.033)中的具體取值例如可以為0.021、0.023、0.025、0.027、0.032等；(0.06～0.1)中的具體取值例如可以為0.065、0.07、0.075、0.08、0.085、0.09、0.095等。
本發(fā)明中，所述聚合物b的分子鏈結(jié)構(gòu)為A(B)3形式，結(jié)構(gòu)通式為CH[C6H5N(R1)COO(CH2CH2O)iR2]3，其中，R1為酸酐經(jīng)胺開環(huán)后堿化的產(chǎn)物，R2選自C1～C6的直鏈或支鏈烷基，例如可以為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或異丙氧基中的任意一種；i為25～100的整數(shù)。
優(yōu)選地，所述聚合物b采用如下方法進行制備，所述方法包括：
(1)將單羥基聚醚與三異氰酸酯反應(yīng)，得到反應(yīng)物1；
(2)將步驟(1)得到的反應(yīng)物1與酸酐B反應(yīng)，得到所述聚合物b。
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在溶劑中進行。
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在保護氣氛存在下進行。
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的溫度55～65℃，例如可以為56℃、58℃、60℃、62℃、64℃等。
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的時間為2～4h，例如可以為2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h等。
優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的溫度55～65℃，例如可以為56℃、58℃、60℃、62℃、64℃等。
優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的時間為2～3h，例如可以為2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h。
優(yōu)選地，所述聚合物a與聚合物b的質(zhì)量比為(1～14):1，其中，(1～14)中的具體取值例如可以為1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5等。
優(yōu)選地，所述高分子分散劑的固含量為20～50％，例如可以為22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％等。
第二方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)第一方面所述的高分子分散劑的制備方法，所述制備方法包括：
將聚合物a與聚合物b混合，得到所述高分子分散劑。
優(yōu)選地，所述混合在溶劑中進行。
優(yōu)選地，所述溶劑包括水。
優(yōu)選地，所述混合的轉(zhuǎn)速為1000～1500rpm，例如可以為1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm等。
本發(fā)明中，所述高分子分散劑的制備方法也可以通過將聚合物a-X、聚合物b與堿性化合物在水中混合，水解，得到包括聚合物a與聚合物b的高分子分散劑。
第三方面，本發(fā)明提供一種水性色漿，所述水性色漿包括根據(jù)第一方面所述的高分子分散劑。
優(yōu)選地，所述水性色漿包括氧化鐵黃色漿。
優(yōu)選地，所述水性色漿中所述高分子分散劑的質(zhì)量百分含量為1～4％，例如可以為1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％等。
本發(fā)明中，水性色漿中所述高分子分散劑的質(zhì)量百分含量指高分子分散劑的有效質(zhì)量百分含量。
本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述列舉的點值，還包括沒有列舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明提供的高分子分散劑，通過具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物a和聚合物b復(fù)配，使得所述分散劑在用量較少的前提下，就有良好的分散效果，同時還能夠降低水性色漿中增稠劑用量甚至無需加入增稠劑，粘度也能達到要求，且色漿穩(wěn)定性好、儲存周期長，在55℃下儲存7天粘度和粒徑變化小，且無析水、無沉淀。
附圖說明
圖1為本發(fā)明制備例1提供的聚合物a-X1在堿性條件下水解后得到的聚合物a-1的紅外譜圖；
圖2為本發(fā)明制備例2提供的聚合物b-1的紅外譜圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
本發(fā)明所用材料如下：
苯乙烯-馬來酸酐樹脂：SMA1000，重均分子量5500，苯乙烯與馬來酸酐單體質(zhì)量比為3:2。
三異氰酸酯：三苯基甲烷三異氰酸酯，質(zhì)量分數(shù)為27％，溶劑為乙酸乙酯。
制備例1
聚合物a-X1：
原料包括60g SMA1000樹脂，25g三丙胺和7.4g三(羥甲基)氨基甲烷(三(羥甲基)氨基甲烷占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的10％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，25g三丙胺，溫度控制為30℃，待樹脂完全溶解后，加入7.4g三(羥甲基)氨基甲烷，30℃保溫1小時后，升溫至130℃，保溫8小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X1。
采用紅外光譜儀(型號：FTIP-650、天津港東科技發(fā)展股份有限公司)對聚合物a-X1水解后的聚合物a-1的結(jié)構(gòu)進行表征，結(jié)果如圖1所示。
聚合物a-X2：
原料包括60g SMA1000樹脂，25g三丙胺和6.7g 2-氨基-1，3-丙二醇(2-氨基-1，3-丙二醇占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的12％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，25g三丙胺，溫度控制為35℃，待樹脂完全溶解后，加入6.7g 2-氨基-1，3-丙二醇，35℃保溫1小時后，升溫至140℃，保溫6小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X2。
聚合物a-X3：
原料包括60g SMA1000樹脂，25g三丙胺和8.4g 2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇(2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的13％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，25g三丙胺，溫度控制為25℃，待樹脂完全溶解后，加入8.4g 2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，30℃保溫1小時后，升溫至125℃，保溫10小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X3。
聚合物a-X4：
原料包括60g SMA1000樹脂，20g三乙胺和11.1g三(羥甲基)氨基甲烷(三(羥甲基)氨基甲烷占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的15％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，20g三乙胺，溫度控制為30℃，待樹脂完全溶解后，加入11.1g三(羥甲基)氨基甲烷，20℃保溫2小時后，升溫至120℃，保溫12小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X4。
聚合物a-X5：
原料包括60g SMA1000樹脂，20g三乙胺和7.8g 2-氨基-1，3-丙二醇(2-氨基-1，3-丙二醇占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的14％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，20g三乙胺，溫度控制為35℃，待樹脂完全溶解后，加入7.8g 2-氨基-1，3-丙二醇，35℃保溫1小時后，升溫至140℃，保溫7小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X5。
聚合物a-X6：
原料包括60g SMA1000樹脂，25g三乙胺和8.4g 2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇(2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的13％)
制備方法包括：將200g乙酸戊酯加入到帶有冷凝回流裝置、攪拌裝置、通氮氣裝置的反應(yīng)容器內(nèi)，加入60g SMA1000樹脂，25g三乙胺，溫度控制為25℃，待樹脂完全溶解后，加入8.4g 2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，30℃保溫1小時后，升溫至130℃，保溫8小時進行N-取代基馬來酰亞胺閉環(huán)反應(yīng)。將產(chǎn)物減壓蒸餾，得到聚合物a-X6。
聚合物a-X7：
與聚合物a-X1的區(qū)別僅在于，減少三(羥甲基)氨基甲烷用量，使其占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的4％，其它組分、用量及制備方法均與聚合物a-X1相同。
聚合物a-X8：
與聚合物a-X1的區(qū)別僅在于，增加三(羥甲基)氨基甲烷用量，使其占苯乙烯與馬來酸酐總摩爾量的25％，其它組分、用量及制備方法均與聚合物a-X1相同。
聚合物a-Xd1：
與聚合物a-X1的區(qū)別僅在于，將所述三(羥甲基)氨基甲烷替換為等氨基摩爾量的乙醇胺，其它組分、用量及制備方法均與聚合物a-X1相同。
制備例2
聚合物b-1：
原料包括200g MPEG2000、45.4g三異氰酸酯和15.9g丁基琥珀酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG2000，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，40分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫2小時，加入丁基琥珀酸酐，保溫反應(yīng)2小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-1。
采用紅外光譜儀(型號：FTIP-650、天津港東科技發(fā)展股份有限公司)對聚合物b-1的結(jié)構(gòu)進行表征，結(jié)果如圖2所示。
聚合物b-2：
原料包括200g MPEG2500、36.3g三異氰酸酯和17.3g正辛基琥珀酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG2500，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，35分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫1.5小時，加入正辛基琥珀酸酐，保溫反應(yīng)2小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-2。
聚合物b-3：
原料包括200g MPEG3000、30.2g三異氰酸酯和7.6g衣康酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG3000，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，30分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫3小時，加入衣康酸酐，保溫反應(yīng)2小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-3。
聚合物b-4：
原料包括200g MPEG2000、45.4g三異氰酸酯和11.6g 2-甲基琥珀酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG2000，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，40分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫2小時，加入2-甲基琥珀酸酐，保溫反應(yīng)2小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-4。
聚合物b-5：
原料包括200g MPEG2500、36.3g三異氰酸酯和12.7g丁基琥珀酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG2500，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，35分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫1.5小時，加入丁基琥珀酸酐，保溫反應(yīng)2.5小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-5。
聚合物b-6：
原料包括200g MPEG3000、30.2g三異氰酸酯和14.4g正辛基琥珀酸酐。
制備方法包括：向配備有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗、冷凝回流裝置和氮氣入口管的四頸燒瓶中加入MPEG3000，110℃保溫4小時除水、除氧后，加入50g乙酸乙酯降溫至60℃，30分鐘內(nèi)緩慢滴加三異氰酸酯(溶于乙酸乙酯、含量27％)，保溫3小時，加入正辛基琥珀酸酐，保溫反應(yīng)2小時，減壓除去乙酸乙酯，得到聚合物b-6。
聚合物b-7：
其與聚合物b-1的區(qū)別僅在于，將所述MPEG2000替換為等羥基摩爾量的MPEG1200，其它原料、用量及制備方法均與聚合物b-1相同。
實施例1
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為9:1的聚合物a-1和聚合物b-1。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入160.0g水、16.0g一乙醇胺，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入36g聚合物a-X1，攪拌至完全溶解后，加入4g聚合物b-1，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X1在一乙醇胺存在下水解得到聚合物a-1。
實施例2
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為14:1的聚合物a-2和聚合物b-2。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入125.0g水、27.0g一乙醇胺，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入70g聚合物a-X2，攪拌至完全溶解后，加入5g聚合物b-2，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X2在一乙醇胺存在下水解得到聚合物a-2。
實施例3
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為1:1的聚合物a-3和聚合物b-3。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入120.0g水、20.0g一乙醇胺，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入40g聚合物a-X3，攪拌至完全溶解后，加入40g聚合物b-3，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X3在一乙醇胺存在下水解得到聚合物a-3。
實施例4
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為6:1的聚合物a-4和聚合物b-4。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入130.0g水、13.5g氫氧化鈉，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入60g聚合物a-X4，攪拌至完全溶解后，加入10g聚合物b-4，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X4在氫氧化鈉存在下水解得到聚合物a-4。
實施例5
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為4:1的聚合物a-5和聚合物b-5。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入100.0g水、18.5g氫氧化鈉，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入80g聚合物a-X5，攪拌至完全溶解后，加入20g聚合物b-5，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X5在氫氧化鈉存在下水解得到聚合物a-5。
實施例6
本實施例提供一種高分子分散劑，所述高分子分散劑包括質(zhì)量比為5:1的聚合物a-6和聚合物b-6。
本實施例提供一種所述高分子分散劑的制備方法，具體包括以下步驟：
向配有高速攪拌器的燒瓶內(nèi)加入110.0g水、15.0g氫氧化鈉，在1200r/min轉(zhuǎn)速下，加入75g聚合物a-X6，攪拌至完全溶解后，加入15g聚合物b-6，攪拌至完全溶解，得到所述高分子分散劑；所述聚合物a-X6在氫氧化鈉存在下水解得到聚合物a-6。
實施例7
本實施例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，將所述聚合物a-1替換為等質(zhì)量的聚合物a-7，即將制備方法中聚合物a-X1替換為聚合物a-X7，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
實施例8
本實施例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，將所述聚合物a-1替換為等質(zhì)量的聚合物a-8，即將制備方法中聚合物a-X1替換為聚合物a-X8，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
實施例9
本實施例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，將所述聚合物b-1替換為等質(zhì)量的聚合物b-7，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
實施例10
本實施例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，所述聚合物a-1與聚合物b-1的總量不變，質(zhì)量比為0.5:1，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
實施例11
本實施例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，所述聚合物a-1與聚合物b-1的總量不變，質(zhì)量比為16:1，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
對比例1
本對比例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，將所述聚合物a-1替換為等量的聚合物a-d1，即將制備方法中聚合物a-X1替換為聚合物a-Xd1，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
對比例2
本對比例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，將所述聚合物a-1替換為等量的苯乙烯-馬來酸酐樹脂SMA1000，即將制備方法中聚合物a-X1替換為苯乙烯-馬來酸酐樹脂SMA1000，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
對比例3
本對比例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，所述聚合物a與聚合物b的總量不變，沒有聚合物a，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
對比例4
本對比例提供一種高分子分散劑，其與實施例1的區(qū)別僅在于，所述聚合物a與聚合物b的總量不變，沒有聚合物b，其它組分、用量及制備方法均與實施例1相同。
對比例5
一種分散劑，為苯乙烯馬來酸酐改性聚合物分散劑K1，所述分散劑的制備方法包括：
在1L反應(yīng)瓶中加入120g DMF，并加熱至80℃，緩慢加入80g苯乙烯-馬來酸酐共聚物SMA1000P，攪拌均勻，緩慢滴加2.6g甲醇，在80℃下反應(yīng)2h后，向反應(yīng)瓶中滴加12.2g85％水合肼與10g DMF的混合液，繼續(xù)反應(yīng)3h；在120℃下減壓除去未反應(yīng)的水合肼和反應(yīng)中生成的甲醇，降溫至80℃，向反應(yīng)瓶中緩慢滴加8.5g苯甲醛、30gDMF和2滴冰醋酸的混合液，恒溫在80℃下反應(yīng)3h；向反應(yīng)瓶中加入384g MPEG1200，恒溫在140℃下進行酯化反應(yīng)3h；減壓除去溶劑，加入蒸餾水，得到所述分散劑(固含量與實施例1相同)。
對比例6
一種分散劑，為聚丙烯酸鹽類分散劑(科萊恩PL20)。
測試例
采用實驗室砂磨的方式，按漿料配方總量為100份，按比例依次加入分散劑、pH穩(wěn)定劑AMP-95、聚醚保濕劑(江蘇海安石油化工廠、甘油醚G-26)、水、纖維素增稠劑、氧化鐵黃顏料；攪拌均勻后，加入300g粒徑1-1.2mm鋯珠密封于玻璃罐中，震蕩20小時，過濾得到色漿。測試色漿的粘度、粒徑以及儲存穩(wěn)定性。
本發(fā)明配制兩種型號色漿，具體配方如表1(氧化鐵黃311)和表2(氧化鐵黃313)所示：
表1
表2
性能測試
(1)粘度：采用NDJ-1B旋轉(zhuǎn)粘度計測量，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司；
其中，“-”表示粘度太大，無法測出；
(2)粒徑：采用BT-90激光粒度儀進行測試，丹東百特儀器有限公司；其中，“\”代表沉淀，無法測試；
(3)存儲穩(wěn)定性：55℃存儲7天，觀察色漿狀態(tài)；如無析水且無沉淀，則標記為“優(yōu)秀”；有上清液、沉底、色漿粘度極大，則標記為“差”。
具體測試結(jié)果如表3(氧化鐵黃311色漿)和表4(氧化鐵黃313色漿)所示：
表3
表4
由表3和表4可知，本發(fā)明提供的高分子分散劑，通過具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物a和聚合物b復(fù)配，使得所述分散劑在用量較少的前提下，就有良好的分散效果，同時還能夠降低水性色漿中增稠劑用量甚至無需加入增稠劑，粘度也能達到要求，且色漿穩(wěn)定性好、儲存周期長。由測試例1～6可知，本發(fā)明提供的高分子分散劑在分散氧化鐵黃313和氧化鐵黃311時都具有良好的分散效果，55℃放置7天，粒徑和粘度變化小，且體系穩(wěn)定，無析水、無沉底；均優(yōu)于市售的分散劑。
在表3中，由測試例1與測試例7～9、對比測試例1～2可知，并非選用特定結(jié)構(gòu)的聚合物a或聚合物b，都會使氧化鐵黃色漿的粘度、儲存穩(wěn)定性、粒徑處于較差的水平。
由測試例1與測試例10～11可知，所述聚合物a和聚合物b并非以特定的配比復(fù)配，都會使氧化鐵黃色漿的粘度、儲存穩(wěn)定性、粒徑難以達到最佳的效果。
由測試例1與對比測試例3～4可知，所述高分子分散劑中沒有聚合物a或聚合物b的分散性能以及對氧化鐵黃色漿漿料的穩(wěn)定性均處于較差的水平。
由測試例1與對比測試例5～6可知，本發(fā)明提供的高分子分散劑性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的分散劑。
綜上所述，本發(fā)明提供高分子分散劑，通過具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物a和聚合物b復(fù)配，使得所述分散劑在用量較少的前提下，就有良好的分散效果，同時還能夠降低水性色漿中增稠劑用量甚至無需加入增稠劑，粘度也能達到要求，且色漿穩(wěn)定性好、儲存周期長，在55℃下儲存7天粘度和粒徑變化小，且無析水、無沉淀。
申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
1.一種高分子分散劑，其特征在于，所述高分子分散劑包括聚合物a和聚合物b；
所述聚合物a的制備原料包括乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的嵌段共聚物、堿性化合物和氨基多元醇；
所述聚合物b的制備原料包括單羥基聚醚、三異氰酸酯和酸酐B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子分散劑，其特征在于，所述乙烯基芳族化合物包括苯乙烯、甲基苯乙烯或二甲基苯乙烯中的至少一種；
優(yōu)選地，所述烯屬不飽和羧酸酐A包括馬來酸酐、衣康酸酐或檸康酸酐中的至少一種；
優(yōu)選地，所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的摩爾比為(50～70):(30～50)，進一步優(yōu)選為(55～65):(25～45)；
優(yōu)選地，所述堿性化合物占所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A總摩爾量的40～80％，進一步優(yōu)選為50～70％；
優(yōu)選地，所述堿性化合物包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、三丙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、N，N-二甲基乙基胺、二乙氨基乙醇、異丙胺、丁胺、N-甲基正丙胺、N-甲基乙酰胺或N-甲基丙酰胺中的至少一種，進一步優(yōu)選為一乙醇胺、氫氧化鈉或三乙胺中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子分散劑，其特征在于，所述氨基多元醇占所述乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A總摩爾量的5～20％，進一步優(yōu)選為8～15％；
優(yōu)選地，所述氨基多元醇中羥基的個數(shù)≥2；
優(yōu)選地，所述氨基多元醇包括三(羥甲基)氨基甲烷、2-氨基-1，3-丙二醇、3-氨基-1，2-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇或1-氨基-1-脫氧-D-山梨糖醇中的至少一種，進一步優(yōu)選為三(羥甲基)氨基甲烷、2-氨基-1，3-丙二醇或2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇中的至少一種；
優(yōu)選地，所述聚合物a的重均分子量為3000～50000g/mol，進一步優(yōu)選為5000～15000g/mol。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項所述的高分子分散劑，其特征在于，所述聚合物a采用如下方法進行制備，所述方法包括：
(i)將乙烯基芳族化合物與烯屬不飽和羧酸酐A的嵌段共聚物與氨基多元醇反應(yīng)，得到聚合物a-X；
(ii)將步驟(i)得到的聚合物a-X在堿性化合物存在下進行水解反應(yīng)，得到所述聚合物a；
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)的體系中還包括有機溶劑和催化劑；
優(yōu)選地，所述有機溶劑包括乙酸戊酯；
優(yōu)選地，所述有機溶劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比為(2.5～3):1；
優(yōu)選地，所述催化劑包括三乙胺、三丙胺、三異丙胺、N，N-二甲基異丙胺、N，N-二甲基丙酰胺、N-乙基-N-甲基乙酰胺、四甲基甲烷二胺、N，N-二乙基丙胺、四甲基脲、N，N-二甲基甲酰胺、四甲基丙二胺或四乙基乙二胺中的任意一種，進一步優(yōu)選為三丙胺和/或三乙胺；
優(yōu)選地，所述催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比為1:(2～4)；
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)在保護氣氛中進行；
優(yōu)選地，步驟(i)所述反應(yīng)包括經(jīng)歷第一階段和第二階段進行反應(yīng)；
優(yōu)選地，所述第一階段的反應(yīng)溫度為20～35℃；
優(yōu)選地，所述第一階段的反應(yīng)時間為1～2h；
優(yōu)選地，所述第二階段的反應(yīng)溫度為120～140℃；
優(yōu)選地，所述第二階段的反應(yīng)時間為6～12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項所述的高分子分散劑，其特征在于，所述單羥基聚醚的聚合度為25～100，進一步優(yōu)選為40～70；
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚包括單烷氧基封端的聚乙二醇和/或單烷氧基封端的聚丙二醇；
優(yōu)選地，所述烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或異丙氧基中的任意一種；
優(yōu)選地，所述三異氰酸酯包括三苯基甲烷三異氰酸酯；
優(yōu)選地，所述酸酐B包括2-甲基琥珀酸酐、2，2-二甲基琥珀酸酐、正辛基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐、馬來酸酐、衣康酸酐或檸康酐中的至少一種，進一步優(yōu)選為丁基琥珀酸酐和/或正辛基琥珀酸酐；
優(yōu)選地，所述單羥基聚醚、三異氰酸酯和酸酐B的摩爾比為(0.06～0.1):(0.02～0.033):(0.06～0.1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述高分子分散劑，其特征在于，所述聚合物b采用如下方法進行制備，所述方法包括：
(1)將單羥基聚醚與三異氰酸酯反應(yīng)，得到反應(yīng)物1；
(2)將步驟(1)得到的反應(yīng)物1與酸酐B反應(yīng)，得到所述聚合物b；
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在溶劑中進行；
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在保護氣氛存在下進行；
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的溫度55～65℃；
優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的時間為2～4h；
優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的溫度55～65℃；
優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的時間為2～3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的高分子分散劑，其特征在于，所述聚合物a與聚合物b的質(zhì)量比為(1～14):1；
優(yōu)選地，所述高分子分散劑的固含量為20～50％。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的高分子分散劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
將聚合物a與聚合物b混合，得到所述高分子分散劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述混合在溶劑中進行；
優(yōu)選地，所述溶劑包括水；
優(yōu)選地，所述混合的轉(zhuǎn)速為1000～1500rpm。
10.一種水性色漿，其特征在于，所述水性色漿包括根據(jù)權(quán)利要求1～7任一項所述的高分子分散劑；
優(yōu)選地，所述水性色漿中所述高分子分散劑的質(zhì)量百分含量為1～4％。
下一篇：已經(jīng)是最后一篇了上一篇： 氧化鐵顏料色漿及其制備方法
此文關(guān)鍵字：高分子分散劑
同類文章排行
- 高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用
- 氧化鐵顏料色漿及其制備方法
- 漆膜的流平
- 潤濕分散劑在涂料配方中的選用
- 流平劑（一）《流平基本原理》
- 流平劑的流平和流動原理
- 多功能環(huán)保色漿
- 皮革、涂層用環(huán)保型水性色漿的配方及其制作方法
- 環(huán)保乳膠漆配方
- 一種汽車零部件用防腐涂料
最新資訊文章
- 高分子分散劑及其制備方法和應(yīng)用
- 氧化鐵顏料色漿及其制備方法
- 漆膜的流平
- 潤濕分散劑在涂料配方中的選用
- 流平劑（一）《流平基本原理》
- 流平劑的流平和流動原理
- 多功能環(huán)保色漿
- 皮革、涂層用環(huán)保型水性色漿的配方及其制作方法
- 環(huán)保乳膠漆配方
- 一種汽車零部件用防腐涂料
您的瀏覽歷史
