[发明专利]一种丙烯酸聚酯型超分散剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于分散剂技术领域，特别涉及一种丙烯酸聚酯型超分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

在油墨和涂料行业中，无机颜料和纳米粉体在分散应用过程中，不可避免地会出现团聚现象，进而最终影响产品的各项性能。传统分散剂在水性体系的分散效果较好，在溶剂中的分散效果较差。为解决这一难题，上世纪80年代JamesS.HamPton提出了超分散剂这一全新的概念(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)。超分散剂是一类高效的聚合物型分散剂，在分子结构设计上，摆脱了常规分散剂的局限性，在水性和非水性介质中均具有良好的分散效果。超分散剂在应用上有很多优点，能快速充分地润湿颜料颗粒、可提高分散体系中固含量，能使体系分散均匀、稳定性好，显著提高分散产品性能。

超分散剂与分散剂相比具有相似点，也有不同之处。相似处是超分散剂的分子结构也分为两个部分，其中亲水部分叫做锚固基团，常见的有—NR₃⁺、—COOH、—COO^-、—SO₃H、—SO₃^-、—PO₄^2-、多元胺、多元醇及聚醚；亲油基团叫做溶剂化链段，常见的有聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯和聚烯烃等。不同的是，溶剂化链段的长度比传统分散剂长，一般要求大于80个碳原子。锚固基团在分散过程中与颜料表面进行作用，使得超分散剂吸附或作用于颜料颗粒上。由于溶剂化链段有足够的长度和柔韧性，它与分散介质具有良好的相容性，在溶剂介质中能够采取比较伸展的构象，能与固体颗粒表面形成足够厚度的保护层，以提高分散体系的稳定性。

在涂料和印刷油墨以及农药行业中，通常需将颜料均匀分散在溶剂中形成颜料分散体。颜料分散体一般是通过机械方法，将颜料颗粒的聚集体破碎并减小平均颗粒尺寸的方法制备，研磨通常是分散固体颗粒的最好方法。一般将分散过程分为三个阶段，润湿、破裂、分散稳定化，实际上这三个阶段是重叠的，有时是同时发生的。在工业生产中，考察分散剂性能的一个重要指标是减少研磨时间。颜料在短时间内达到理想分散等级的能力已成为公认的最重要的指标。

丙烯酸聚酯型超分散剂作为超分散剂中应用最为广泛的类型，是因为丙烯酸酯单体的选择范围非常广泛，其溶剂化链的极性与溶解度参数可以通过改变共聚单体的投料比方便地进行调节，因此适用范围较广。为了得到单端官能化的溶剂化链，一般选用巯基酸、巯基醇等物质作为链转移剂。溶剂化链的分子量可以通过改变引发剂与链转移剂的用量来进行控制，得到端羧基或端羟基聚丙烯酸酯超分散剂。近年来，丙烯酸酯类分散剂应用较为广泛，但其低温施工性能以及分散稳定性存在不足，主要表现在降低分散体系的黏度方面效果不理想，同时分散体系在低温条件下存储和使用受限较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种丙烯酸聚酯型超分散剂及其制备方法和应用，所述的分散剂在降低分散体系的粘度和提高分散体系流动性方面有较好的表现，且有利于分散体系在低温条件下存储和使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种丙烯酸聚酯型超分散剂，所述的聚酯型超分散剂是由单体A、单体B和单体C进行自由基无规聚合得到的聚合物，所述单体A为含有间十五烷基丙烯酸苯酯或其衍生物的单体，所述单体B为含有羧基或磺酸或膦酸基团的单体，所述单体C为(甲基)丙烯酸烷基酯类单体。

所述超分散剂的重均分子量在1000-80000，优选重均分子量在3000-50000，更优选3000-10000。

三种单体的总重量中单体A含量为2-30％，单体B含量为2-40％，单体C含量为50-90％。优选的：单体A含量为5-20％，单体B含量为5-20％，单体C含量为60-85％。

单体A优选间十五烷基丙烯酸苯酯或间十五烷基甲基丙烯酸苯酯，更优选间十五烷基丙烯酸苯酯。