一种降粘型涂料分散剂及其制备方法与流程

本发明涉及涂料添加剂领域，尤其涉及一种降粘型涂料分散剂及其制备方法。

背景技术：

1、分散剂作为一种能够使得粒子均匀分散于介质中的功能助剂，被广泛地应用于化工领域。尤其是在涂料、油墨等化工产品领域，分散剂是一种必不可少的组成原料，而常见的水溶液中使用的分散剂主要包括高分子电解质分散剂以及聚羧酸类及其衍生物分散剂，这类分散剂虽然能够满足部分涂料、油墨产品的分散性能要求，但是在实际的使用中容易出现分散剂的分子柔顺性较低，反而容易增粘原料粒子，从而降低涂料/油墨的相应性能。

2、现有的润湿分散剂使用的有多聚羧酸和多元胺组成的低聚物，由于分子量低不能形成有效的位阻空间，不宜分散有机颜料和炭黑。天然高分子类共聚物如卵磷脂是一种两性表面活性剂，常用于有机颜料的分散，但亲水性和稳定性较差，会降低光泽和涂膜性能。

3、现有技术cn109694445b提供了一种降粘分散剂及其得到的纸张涂料，其原料主要包括醚类功能单体，有机酸和功能助剂，并且声称其得到的产物降粘效果好，尤其具有很好的高剪切降粘效果，绿色环保可降解，但是在实际的应用当中，仅对于涂料的高剪切效果提升较高，而对于涂料的其它各项性能的增强并不明显。

4、因此，为了解决上述问题本技术提供了一种降粘型涂料分散剂及其制备方法，所制得的降粘型涂料分散剂不仅具有优异的降粘效果，并且还能够同时提高涂料分子的其它各项性能，具有十分优异的市场前景。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种降粘型涂料分散剂，以质量份计，原料至少包括：聚醚类基体100～150份，酸基单体80～100份，还原剂3～8份，引发剂5～15份，链转移剂2～5份，中和剂2～5份，改性添加剂10～30份。

2、进一步地，所述聚醚类基体包括改性聚醚以及嵌段聚醚。

3、进一步地，所述改性聚醚与嵌段聚醚的质量比为(3～6)：(1～3)。

4、进一步地，所述改性聚醚与嵌段聚醚的质量比为(4～5)：(1～1.5)。

5、进一步地，所述改性聚醚与嵌段聚醚的质量比为4.5：1.2。

6、进一步地，所述嵌段聚醚为丙二醇嵌段聚醚、乙二醇嵌段聚醚、羟基聚环氧乙烷嵌段共聚物、羧基聚环氧乙烷嵌段共聚物中的至少一种。

7、进一步地，所述嵌段聚醚为丙二醇嵌段聚醚和/或乙二醇嵌段聚醚。

8、进一步地，所述嵌段聚醚为丙二醇嵌段聚醚。

9、进一步地，所述改性聚醚为改性聚乙二醇单甲醚。

10、进一步地，所述改性聚醚为不饱和改性聚乙二醇单甲醚。

11、进一步地，所述改性聚乙二醇单甲醚的制备方法包括以下步骤：s1：将马来酸，聚乙二醇单甲醚加入至反应容器中，升温至60～80℃，熔融混合均匀；s2：加入阻聚剂以及催化剂，搅拌均匀后在氮气氛围下升温至90～95℃，反应2～4h；s3：二次升温至140～160℃，恒温反应3～6h，即得。

12、进一步地，所述聚乙二醇单甲醚与马来酸的摩尔比为(0.6～1)：(0.4～0.6)。

13、进一步地，所述聚乙二醇单甲醚与马来酸的摩尔比为(0.8～1)：(0.5～0.6)。

14、进一步地，所述聚乙二醇单甲醚与马来酸的摩尔比为0.9：0.5。

15、进一步地，所述催化剂为对甲苯磺酸；所述催化剂用量为聚乙二醇单甲醚与马来酸总质量的2～4％。

16、进一步地，所述阻聚剂为对苯二酚单甲醚；所述阻聚剂用量为聚乙二醇单甲醚与马来酸总质量的0.5～1％。

17、进一步地，所述聚乙二醇单甲醚的平均分子量为200～1000。

18、进一步地，所述聚乙二醇单甲醚的平均分子量为400～600。

19、本技术中，通过采用上述特定的聚醚组合物与丙烯酸复配，能够大幅提高分散剂的降粘效果的同时，有效提高颜料在涂料体系中的稳定性，并且在保持颗粒大小基本不变的前提下提高涂料的防沉降防色变性能。这主要是因为，本技术中通过加入聚醚分子，通过在长链中的醚键作用，使得分散剂在获得更好的柔顺性的同时，为涂料成分粒子的提供适宜的包裹层厚度，并且还能提高分散剂长链在水性涂料体系中的伸展长度，充分的长链舒展以及适宜的包裹厚度能够有效提高涂料粒子之间的空间位阻，避免聚集，且厚度变化较小不易因为过分包括产生粒子沉降现象；另一方面，配合本发明中另外加入的改性纤维素中的磺酸基团共同改善体系内的电离效果，进而确保涂料分子之间的独立性和特异性，长时间储存过程中也不易变质。

20、进一步地，所述酸基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸中的至少一种。

21、进一步地，所述酸基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的任一种。

22、进一步地，所述酸基单体为丙烯酸。

23、进一步地，所述还原剂为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、次亚磷酸钠、甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。

24、进一步地，所述还原剂为亚硫酸氢钠。

25、进一步地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈中的至少一种。

26、进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰和过硫酸铵。

27、进一步地，所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇中的任一种。

28、进一步地，所述链转移剂为巯基乙醇。

29、进一步地，所述中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钾、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。

30、进一步地，所述中和剂为二乙醇胺。

31、进一步地，所述改性添加剂为改性纤维素。

32、进一步地，所述改性添加剂的制备方法包括以下步骤：s1：将纳米纤维素经过盐酸酸化后，水洗得到纳米纤维素混液；s2：将纳米纤维素混液升温至60～80℃，添加过硫酸钾，并加入甲基丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺磺酸搅拌反应10～20h，反应完成后萃取，旋蒸抽提即得。

33、进一步地，所述纳米纤维素与甲基丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺磺酸的质量比为(5～10)：(1～4)：(3～5)。

34、进一步地，所述纳米纤维素与甲基丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺磺酸的质量比为(6～7)：(1.5～2)：(4～5)。

35、进一步地，所述纳米纤维素与甲基丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺磺酸的质量比为6.5：2：4.5。

36、本技术中，通过使用上述改性的纳米纤维素作为分散剂原料，不仅能够进一步提高分散剂的降粘作用，还能够有效提高分散剂对于涂料的稳定性的提升作用。这主要是因为，本技术中通过采用上述改性的纳米纤维素，不仅能够在纤维素表面形成稳定的长链交织网络，进而增强其与分散剂主体的交叉伸展作用，能够有效提高分散剂各组分间的相容结合效果；另一方面，引入的磺酸基团在分散剂整体的碱性条件下可以协助分散剂以及涂料粒子产生大量的电荷粒子，这些粒子的出现能够形成较强的电势梯度，在此梯度下大幅降低了不同电势下涂料粒子之间的碰撞概率，显著降低整体涂料体系的界面张力。

37、本发明第二方面提供了一种上述降粘型涂料分散剂的制备方法，制备方法包括以下步骤：s1：将所需聚醚类基体混合加入反应容器，升温至50～60℃，备用；s2：将还原剂，引发剂以及链转移剂与酸基单体混合均匀，滴加至s1的聚醚类基体中，滴加反应时间为2～4h，滴加反应完成后继续保温1～1.5h；s3：反应完成后的产物加入中和剂调节ph，之后加入改性添加剂在100～200r/min转速下搅拌30～60min，均匀后即得降粘型涂料分散剂。

38、本发明具有如下有益效果：

39、1、本技术中提供了一种降粘型涂料分散剂，制得的涂料分散剂，不仅相比于现有的聚羧酸等分散剂具有更优异的降粘效果，并且还能够进一步同时提高涂料分子的其它各项性能，具有十分优异的市场前景。

40、2、本技术中提供了一种降粘型涂料分散剂，通过采用特定的聚醚组合物与丙烯酸复配，能够大幅提高分散剂的降粘效果的同时，有效提高颜料在涂料体系中的稳定性，并且在保持颗粒大小基本不变的前提下提高涂料的防沉降防色变性能，分散剂在获得更好的柔顺性的同时，为涂料成分粒子的提供适宜的包裹层厚度，并且还能提高分散剂长链在水性涂料体系中的伸展长度，充分的长链舒展以及适宜的包裹厚度能够有效提高涂料粒子之间的空间位阻，避免聚集，且厚度变化较小不易因为过分包括产生粒子沉降现象。

41、3、本技术中提供了一种降粘型涂料分散剂，改性的纳米纤维素作为分散剂原料，不仅能够进一步提高分散剂的降粘作用，还能够有效提高分散剂对于涂料的稳定性的提升作用，纤维素表面形成稳定的长链交织网络，进而增强其与分散剂主体的交叉伸展作用，能够有效提高分散剂各组分间的相容结合效果；另一方面，引入的磺酸基团在分散剂整体的碱性条件下可以协助分散剂以及涂料粒子产生大量的电荷粒子，这些粒子的出现能够形成较强的电势梯度，在此梯度下大幅降低了不同电势下涂料粒子之间的碰撞概率，显著降低整体涂料体系的界面张力。

42、4、本技术中提供了一种降粘型涂料分散剂，其制备方法简单，不涉及复杂的化学反应，且制备过程中能够有效改善物料以及产物在设备中的沉降现象，进而大幅降低了设备的维护成本以及生产的人工成本。