[发明专利]一种水性高分子分散剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散剂，具体的说，是一种水性高分子分散剂，本发明还涉及该高分子分散剂的制备方法和用途，属于高分子材料技术领域。

背景技术

各种涂料、油墨在工业生产和人们的日常生活中起着重要的作用；以颜料为着色剂的涂料和油墨主要由颜料、载体和少量助剂组成，传统的载体多为有机溶剂。众所周知有机溶剂易挥发，挥发至大气中的有机物会改变地表大气层的臭氧组成，并产生光化学烟雾，是大气环境的重要污染源之一。在八十年代中期，美国和欧洲各国先后颁布了控制可挥发有机化合物(volatile organic compounds)的法规，迫使许多工业部门积极开发能够替代的产品。涂料和油墨工业所使用的有机溶剂是挥发至大气中的有机溶剂的主要来源之一，开发环境友好型的水性涂料和油墨日益引起人们的关注，世界各国也投入了大量的人力物力，现已有多种产品面世。影响水性涂料和油墨性质的主要因素包括成膜物的性质、颜料和其它各种助剂的分散稳定性等。其中，颜料能否在体系中均匀分散且保持稳定，决定着涂料的光泽、遮盖力等应用性能。因此研究开发能够在水性体系中稳定分散颜料的高效分散剂，是近年来开发水性涂料和油墨的重要课题之一。

应用于水性体系中的分散剂主要有三种：无机小分子、有机小分子和高分子分散剂。无机小分子分散剂如磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等主要靠静电排斥稳定颜填料，对外界因素如pH、温度、剪切力等敏感。有机小分子分散剂主要指一些表面活性剂，主要靠静电排斥(阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂)或空间位阻(非离子表面活性剂如烷基酚、脂肪醇与环氧乙烷反应产物等)来稳定颜填料，但是由于它们分子量都很小(一般都小于2000g/mol)，在颜填料粒子表面吸附不牢固，容易从粒子表面解吸而导致分散的粒子又重新聚集或沉淀。

发明内容

针对上述不足，本发明公开一种不含VOC，符合环保要求的水性高分子分散剂，本发明还公开该水性高分子分散剂的制备方法及其用途。

本发明的前一技术方案是这样的：一种水性高分子分散剂，具有如下(I)的结构式：

其中其中：M为Na⁺或者NH₄⁺；q为2～44之间的整数，

苯乙烯含量10～30wt％；MPEGMA含量5～30wt％；DMAEMA含量1～20wt％；HEMA含量1～20wt％；AA含量1～20wt％。。

本发明的后一技术方案是这样的：一种水性高分子分散剂的制备方法，依次包括下述步骤：

1)将10～20wt％异丙醇和10～20wt％去离子水加入反应器中，升温至70～80℃；

2)将10～30wt％苯乙烯，5～30wt％MPEGMA，1～20wt％DMAEMA，1～20wt％HEMA1～20wt％AA，0.5～5wt％链转移剂混合均匀，制成混合液A；

3)将0.5～5wt％引发剂溶解到10～20wt％异丙醇中，制成混合液B；

4)将混合液A、混合液B同时滴加至步骤1)所述的反应器中；

5)滴加完后在70～80℃保温1～2h；

6)再降温至35～45℃，滴加碱中和至溶液pH为7～9；

7)抽真空除去异丙醇。

上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的MPEGMA的摩尔质量为200～2000g/mol。

上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的链转移剂为烷基硫醇。

进一步的，上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的烷基硫醇为十二烷基硫醇或3-巯基丙烯酸异辛酯的其中之一。

上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的引发剂为过氧化物类引发剂或偶氮引发剂的其中之一。

进一步的，上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的引发剂为AIBN(偶氮二异丁氰)或者BPO(过氧化苯甲酰)。

进一步的，上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，所述的碱为氨水或者NaOH的水溶液。

更进一步的，上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，步骤4)所述的混合液A的滴加速度为0.05～0.5g/min。

更进一步的，上述的一种水性高分子分散剂的制备方法，步骤4)所述的混合液B的滴加速度为0.01～0.2g/min。

本发明还有公开了上述水性高分子分散剂用于水性木器漆、汽车漆、塑胶漆及水墨分散体系中的用途。

与现有技术相比，本发明具体如下优点：