[发明专利]一种环境友好型含氟超分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境友好型涂料中用于分散颜料、填料的含氟超分散剂及其制备方法。

技术背景

颜料的分散是涂料制造技术的重要环节。将颜料粉碎成细小的颗粒，均匀的分散到连续相中，以期得到一个稳定的悬浮体，故涂料在使用中常常加入分散剂。传统的分散剂在分散介质中对固体颗粒有一定的分散稳定作用，但由于它们在颜料粒子表面的吸附不十分牢固，容易从粒子表面上解吸而导致被分散的粒子又重新聚集或沉淀。为克服传统分散剂的局限性，20世纪60年代研制开发的一类氟碳表面活性剂。氟碳表面活性剂为憎水基团中含有氟原子的一类表面活性剂，它与普通碳氢表面活性剂最主要的区别在于其分子结构中含有全部或部分活化的烷基链。由于氟原子取代了烷基链上的氢原子，使氟碳共价键具有离子键的性能，它的键能可达452KJ/mol，又因为氟原子半径比氢原子大，屏蔽碳原子的能力较强，使原来键能比太高的碳碳键的稳定性还有所提高，因此氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂相比，具有良好的化学稳定性和热稳定性，它的树脂在涂料中能更大程度地降低整个体系的表面张力，使整个表面活性剂的性能有了很大的改变。

随着人们对环保要求的提高，水性涂料作为一种环保型涂料的使用量逐渐增多，相应的需要在水性体系中使用的分散剂的研制也广泛开展。因此水性体系中颜料的分散和水性体系颜料分散剂的合成倍受人们的关注。

发明内容

为了满足水性涂料在经济生活中需求，本发明的目的旨在提供一种环境友好型含氟超分散剂。含氟超分散剂是一种能够提高涂料分散体系稳定的界面活性物质，它吸附在颜料的表面上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生有害絮凝，使分散体系处于稳定状态。这类分散剂的分散稳定性远远优于传统的表面活性剂。它是以丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚脂为聚合单体，偶氮二异丁腈为引发剂，异丙醇为溶剂，氢氧化钠为中和剂，采用自由基聚合工艺，制备一种环境友好型含氟超分散剂，使其能在水性涂料中得到推广应用。

本发明的另一目的在于提供环境友好型含氟超分散剂的制备方法。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

一种环境友好型含氟超分散剂，该分散剂是用自由基共聚原理合成的含氟功能性超分散剂，其结构可用下式表示：

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

环境友好型含氟超分散剂制备步骤为：

①在带有回流冷凝管、温度计、搅拌器以及滴液漏斗的四口烧瓶中，加入异丙醇并开动搅拌器搅拌。

②当温度升至70-85℃，既溶剂异丙醇在冷凝管中回流后，开始向烧瓶中滴加引发剂偶氮二异丁腈、链转移剂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组成的混合单体，1-2h内完成滴加，然后保持温度在70-85℃继续搅拌2-4h；最后加入中和剂NaOH中和，并用去离子水将反应所得聚合物产物固含量调节至35±2％。固含量计算公式为：固含量＝单体总和/(单体总和+水+NaOH+异丙醇).

③反应完成后，得到含氟超分散剂，取出产物，封罐包装。

含氟超分散剂为淡黄色透明粘稠液体，固含量为35±2％，重均分子量在2000-20000之间，粘度在200-600mPa·s

本发明具有的优点是：

本发明是用自由基共聚原理合成含氟的具有功能性超分散剂，具有通常水性分散剂的普遍优点。如：①分散效果好于传统小分子分散剂和无机分散剂；②对有机颜料和无机颜料都有较好的分散效果。③用于水性涂料和水性体系颜料，是一种环保产品。

其次，本发明还有独特优势：即在制备该超分散剂时通过采用甲基丙烯酸十二氟庚脂的方法引入含氟官能团，使得制备的产品既具很好的分散作用，同时还具有很强的降低水表面张力的作用，效果优于传统的分散剂。且生产工艺稳定、可靠，为生产水性涂料创造有利条件。

采用本发明的方法制备的环境友好型含氟超分散剂，得到的分散剂对有机颜料及无机颜料都能适用，对于降低水的表面张力效果显著，分散后得到的色浆具有粘度低、浓度高、色泽鲜艳，稳定性好的特性，而且当用水稀释到低浓度时色浆也不会发生集结、返粗的现象。

附图说明

图1是重均分子量为10000-12000含氟超分散剂对纳米二氧化钛的分散性能的投射电镜照片。

图2是重均分子量为8000-10000含氟超分散剂对纳米二氧化钛的分散性能的投射电镜照片。