[发明专利]含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种颜料分散剂组合物及其制备方法，尤其涉及一种含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物及其制备方法，该颜料分散剂组合物适用于无树脂和增稠剂的水性色浆体系中。

背景技术

颜料是涂料、油墨、纺织、造纸等行业进行着色的重要原料。颜料大多以粉体或颗粒的形式存在，颜料最初形成的初级粒子一般均小于1.0μm，但由于粒子间的相互作用力会导致颜料初级粒子间相互粘结形成聚集体，而聚集体之间或聚集体与初级粒子之间易粘结成附聚物，导致颜料颗粒粒径变大，而较大的颗粒粒径对颜料着色力、鲜艳度和亮度等应用效果有十分明显的影响。在使用过程中，粉体或颗粒形式的颜料四处飞散所导致的粉尘污染，对操作人员和生产环境往往会造成较大危害，将颜料、分散剂、水等原料经分散、研磨、消泡、过滤等工艺得到的将颜料颗粒稳定分散在水性体系中形成的水性色浆，是避免颜料粉尘污染和提高着色力、鲜艳度和亮度等使用效果的一个有效方案。

水性色浆制备过程一般包含对颜料的润湿、机械粉碎分散和稳定化三个过程，润湿是色浆中其它组分取代颜料颗粒表面吸附的空气等组分将颜料表面从固/气界面转化为固/液界面的过程；机械粉碎分散过程，主要通过分散机、砂磨机等外部设备提供的机械力将团聚的颜料大颗粒粉碎；稳定化阶段则是通过分散剂提供的静电斥力、空间位阻力等作用防止颜料颗粒的重新附聚或凝聚。分散剂是保证颜料颗粒能够稳定分散在水性体系中的关键原料，对颜料粒径大小和体系黏度有着显著影响，而颜料粒径大小对水性色浆的稳定性和着色力等应用效果有着直接影响。

水性色浆可分为有树脂体系和无树脂体系。有树脂体系的水性色浆虽然拥有较好的稳定性，但是，较高的黏度往往导致色浆在分散、研磨过程中对设备功率要求高且研磨时间较长，增加了生产成本；有树脂体系的水性色浆产品在水性涂料、油墨等应用体系中难以通过简单搅拌得以分散，增加了应用难度；最为重要的是，水性色浆中的树脂常常会因为与涂料、油墨、纸品等下游产品中其它组分的相容性差而发生着色力显著下降、沉淀等现象，严重限制了水性色浆的通用性能。无树脂体系的水性色浆在降低加工成本、提高通用性和易分散性上有明显优势，但是，由于缺少树脂提供的稳定作用，无树脂的水性色浆往往需要添加膨润土、纤维素等增稠剂来提高色浆的稳定性，增稠剂的引入不能从根本上解决水性色浆加工成本高、难分散和通用性差的问题。因此，研制无树脂和增稠剂体系的水性色浆成为水性色浆发展的重要方向。

无树脂和增稠剂体系的水性色浆制备过程中，分散剂成为控制水性色浆稳定性、着色力、黏度等性能的关键因素，能够应用在无树脂和增稠剂体系中制备高稳定性、高着色力和低黏度水性色浆的分散剂成为颜料分散剂研发的热点。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物及其制备方法，该分散剂组合物能够用于制备无树脂和增稠剂的高着色力、高稳定性和低黏度的水性色浆。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物，包括具有通式(I)结构的化合物：

其中，M为H、Na、K或NH₄中的一种，

m为1或2中的一种，

n为6到30的整数，包括6和30，

R为单羟基酚与环氧乙烷进行反应所得基团，所述单羟基酚为2-苄基酚、3-苯乙基酚和2，4，6-三(1-甲苯-1-苯基乙基)苯酚中的至少一种，即R可能的结构如下：

含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物的制备方法，包含以下步骤：

(a)将所述单羟基酚中的一种和环氧乙烷按照1∶6～30的摩尔比在高压反应釜内，于0.2～1兆帕压力、60℃～120℃温度和碱性催化剂存在的条件下进行反应1～1.5h得中间产物；在氮气保护下，将所得中间产物和五氧化二磷按2∶1～4∶1的摩尔比在30℃～65℃的条件下进行反应1～2h得分散剂化合物；

(b)选择至少一种不同于(a)中所用单羟基酚分别按(a)中所述制备得不同的分散剂化合物；

(c)将(a)和(b)中制备所得分散剂化合物均匀混合得分散剂组合物预备体，并采用pH值调节剂调节所得分散剂组合物预备体的pH值为8～10，得含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物；其中每种分散剂化合物均占含磷酸酯结构的颜料分散剂组合物总质量的20％～80％。

本发明的进一步技术方案为：