本發(fā)明涉及新材料化學領域，更具體的說，涉及一種丙烯酸類三元共聚物分散劑及其制備方法與應用。
背景技術：
：在涂料生產(chǎn)中，固體顆粒如顏料、填料等的潤濕分散是重要的步驟，這些固體粒子的潤濕分散性與穩(wěn)定性不僅影響涂料的流變性，還會不同程度影響涂料最終的各方面性能。通常，在體系中加入適量的潤濕分散助劑即可顯著改善涂料性能。傳統(tǒng)的潤濕分散劑一般為具有兩親性結構的分子，其中以離子型結構的分子為主，比如酸類、胺類及其鹽類等，非離子型的分子一般為脂肪族聚醚類，親水性的聚醚鏈段使其適用于水性涂料體系。這類潤濕分散劑中帶有極性基團的一端為親顏料端，通過這些基團可以吸附到顏料粒子表面，而其余的分子鏈段則伸入樹脂基體中，起到增強穩(wěn)定的作用。傳統(tǒng)潤濕分散劑的局限性在于難以有效分散有機顏料和炭黑。對于表面富含電荷的無機金屬氧化物顏料，比如tio2等，傳統(tǒng)潤濕分散劑中的極性基團或離子基團很容易發(fā)現(xiàn)吸附位點。但是以共價鍵結合的有機顏料表面極性降低了，不含有很多電荷，傳統(tǒng)分散劑中的極性基團或離子基團就不容易發(fā)現(xiàn)吸附位點，從而難以有效發(fā)揮分散穩(wěn)定作用。此外，這些有機顏料的粒徑更小，粒子之間的引力作用更強，團聚的傾向比無機顏料粒子更大，這也進一步增加了其分散難度。對此，發(fā)展了聚合物型分散劑，來有效解決有機顏料的分散。聚合物型分散劑的分子量一般高于傳統(tǒng)的表面活性劑型分散劑，因為高分子量的鏈段可以提供空間位阻，使顏料粒子之間的距離大于分子間引力作用的臨界值，防止顏料團聚。其結構中一般包括以下三部分：分子主鏈，保證與涂料體系的相容性；顏料親和基團，可以使分散劑分子錨固在顏料粒子表面；空間位阻鏈段，提供穩(wěn)定性。丙烯酸酯類共聚物由于與很多樹脂具有較好的相容性，同時其分子結構可設計性強，因此是一類應用廣泛的聚合物分散劑。但是現(xiàn)有的丙烯酸酯類共聚物的分散劑多為二元共聚物，未能有效結合樹脂相容鏈、顏料親和基團和空間位阻鏈段，因而在應用上存在局限性。技術實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種丙烯酸類三元共聚物分散劑及其制備方法與應用，該分散劑有效的結合了樹脂相容鏈、顏料親和基團和空間位阻鏈段，克服了丙烯酸類共聚物在應用上的局限性。本發(fā)明的目的采用以下技術方案實現(xiàn)：一種丙烯酸類三元共聚物分散劑，包括如下重量份的組分制備而成：其中，所述單體a為丙烯酸長鏈烷基酯單體，所述單體b為丙烯酸短鏈烷基酯單體，所述單體c為含有胺基的丙烯酸類單體。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述的單體a選自(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯中的一種。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述的單體b選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的一種。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述單體c選自(甲基)丙烯酰胺、n-羥甲基(甲基)丙烯酰胺中的一種。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述的引發(fā)劑選自2,2’‐偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述鏈轉移劑選自十二烷基硫醇、十八烷基硫醇中的一種。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述有機溶劑為酯類、酮類、醚酯類溶劑中的一種或多種按任意配比混合組成；所述的酯類溶劑選自乙酸丁酯、乙酸乙酯；所述酮類溶劑選自丙酮、甲基乙基酮；所述醚酯類溶劑選自乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯。本發(fā)明還提供一種如上所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將占引發(fā)劑總量35wt％的引發(fā)劑溶于占有機溶劑總量35wt％的有機溶劑中，預熱至60-90℃，得第一溶液；(2)將單體a、單體b、單體c、鏈轉移劑和占引發(fā)劑總量的55wt％的引發(fā)劑溶于占有機溶劑總量55wt％的有機溶劑中，得第二溶液；(3)將步驟(2)得到的第二溶液在2-4小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫4-6小時，加入剩余的引發(fā)劑和有機溶劑，升溫至70-100℃，繼續(xù)保溫4-24小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液5-20倍的沉淀劑將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，離心，真空干燥，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。優(yōu)選的，所述沉淀劑選自甲醇、正己烷、石油醚、二氯甲烷中的一種。本發(fā)明還提供一種如上所述的所述丙烯酸類三元共聚物分散劑的應用，即將它用于分散無機顏料、有機顏料，或作為顆粒固體、液體介質的分散體、研磨料。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：1、制備工藝簡單，產(chǎn)物易得，無副產(chǎn)物產(chǎn)生；通過特定的分步添加法，可提高單體轉化率，并對聚合產(chǎn)物結構進行控制，減少均聚物的產(chǎn)生；2、具有各種不同極性鏈段，具有廣泛的相容性，適用于各種極性體系，不影響體系相容性；3、有效的結合了樹脂相容鏈、顏料親和基團和空間位阻鏈段，可應用于分散多種無機顏料、有機顏料，或作為顆粒固體、液體介質的分散體、研磨料；4、有效降低體系粘度，顏料色漿的貯存穩(wěn)定性良好，抗浮色、發(fā)花性能優(yōu)異。具體實施方式下面，結合具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設備和原料等均可從市場購得或是本領域常用，下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。一種丙烯酸類三元共聚物分散劑，包括如下重量份的組分制備而成：其中，所述單體a為丙烯酸長鏈烷基酯單體，所述單體b為丙烯酸短鏈烷基酯單體，所述單體c為含有胺基的丙烯酸類單體。本發(fā)明所述的丙烯酸類三元共聚物分散劑，其中，所述的單體a選自(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯中的一種。所述的單體b選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的一種。所述單體c選自(甲基)丙烯酰胺、n-羥甲基(甲基)丙烯酰胺中的一種。所述的引發(fā)劑選自2,2’‐偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種。所述鏈轉移劑選自十二烷基硫醇、十八烷基硫醇中的一種。所述有機溶劑為酯類、酮類、醚酯類溶劑中的一種或多種按任意配比混合組成；所述的酯類溶劑選自乙酸丁酯、乙酸乙酯；所述酮類溶劑選自丙酮、甲基乙基酮；所述醚酯類溶劑選自乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯。該丙烯酸類三元共聚物分散劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將占引發(fā)劑總量35wt％的引發(fā)劑溶于占有機溶劑總量35wt％的有機溶劑中，預熱至60-90℃，得第一溶液。(2)將單體a、單體b、單體c、鏈轉移劑和占引發(fā)劑總量的55wt％的引發(fā)劑溶于占有機溶劑總量55wt％的有機溶劑中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在2-4小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫4-6小時，加入剩余的引發(fā)劑和有機溶劑，升溫至70-100℃，繼續(xù)保溫4-24小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液5-20倍的沉淀劑將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，離心，真空干燥，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。所述沉淀劑選自甲醇、正己烷、石油醚、二氯甲烷中的一種。實施例1(1)將占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(0.5重量份)35wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占乙酸丁酯總量(20重量份)35wt％的乙酸丁酯中，預熱至60℃，得第一溶液。(2)將10重量份甲基丙烯酸十四烷基酯、40重量份甲基丙烯酸甲酯、5重量份甲基丙烯酰胺、0.3重量份十八烷基硫醇和占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(0.5重量份)的55wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占乙酸丁酯(20重量份)總量55wt％的乙酸丁酯中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在2小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫4小時，加入剩余的2,2’‐偶氮二異丁腈和乙酸丁酯，升溫至70℃，繼續(xù)保溫24小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液5倍的正己烷將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，3000rpm離心15min，真空度0.09mpa,60℃干燥12h，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。實施例2(1)將占過氧化苯甲?？偭?1重量份)35wt％的過氧化苯甲酰溶于占丙二醇丁醚醋酸酯總量(30重量份)35wt％的丙二醇丁醚醋酸酯中，預熱至70℃，得第一溶液。(2)將15重量份丙烯酸十六烷基酯、50重量份丙烯酸乙酯、10重量份n-羥甲基丙烯酰胺、0.8重量份十二烷基硫醇和過氧化苯甲?？偭?1重量份)的55wt％的過氧化苯甲酰溶于占丙二醇丁醚醋酸酯總量(30重量份)55wt％的丙二醇丁醚醋酸酯中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在4小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫5小時，加入剩余的過氧化苯甲酰和丙二醇丁醚醋酸酯，升溫至90℃，繼續(xù)保溫16小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液10倍的二氯甲烷將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，3000rpm離心15min，真空度0.09mpa,60℃干燥12h，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。實施例3(1)將占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(2重量份)35wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占乙二醇丁醚醋酸酯總量(40重量份)35wt％的乙二醇丁醚醋酸酯中，預熱至80℃，得第一溶液。(2)將20重量份丙烯酸十八烷基酯、60重量份丙烯酸丙酯、15重量份丙烯酰胺、1.2重量份十二烷基硫醇和占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(2重量份)的55wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占乙二醇丁醚醋酸酯總量(40重量份)55wt％的乙二醇丁醚醋酸酯中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在4小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫4小時，加入剩余的2,2’‐偶氮二異丁腈和乙二醇丁醚醋酸酯，升溫至90℃，繼續(xù)保溫12小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液12倍的石油醚將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，3000rpm離心15min，真空度0.09mpa,60℃干燥12h，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。實施例4(1)將占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(1重量份)35wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占甲基乙基酮總量(30重量份)35wt％的甲基乙基酮中，預熱至60℃，得第一溶液。(2)將15重量份甲基丙烯酸十八烷基酯、50重量份甲基丙烯酸丁酯、12重量份n-羥甲基-甲基丙烯酰胺、1.0重量份十二烷基硫醇和占2,2’‐偶氮二異丁腈總量(1重量份)的55wt％的2,2’‐偶氮二異丁腈溶于占甲基乙基酮總量(30重量份)55wt％的甲基乙基酮中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在4小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫6小時，加入剩余的2,2’‐偶氮二異丁腈和甲基乙基酮，升溫至80℃，繼續(xù)保溫16小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液20倍的甲醇將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，3000rpm離心15min；真空度0.09mpa,60℃干燥12h，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。實施例5(1)將占過氧化苯甲?？偭?2重量份)35wt％的過氧化苯甲酰溶于占丙二醇甲醚醋酸酯總量(40重量份)35wt％的丙二醇甲醚醋酸酯中，預熱至90℃，得第一溶液。(2)將16重量份甲基丙烯酸十六烷基酯、48重量份甲基丙烯酸乙酯、8重量份甲基丙烯酰胺、0.8重量份十八烷基硫醇和占過氧化苯甲?？偭?2重量份)的55wt％的過氧化苯甲酰溶于占丙二醇甲醚醋酸酯總量(40重量份)55wt％的丙二醇甲醚醋酸酯中，得第二溶液。(3)將步驟(2)得到的第二溶液在3小時內(nèi)勻速的加入到第一溶液中；加完后，保溫5小時，加入剩余的過氧化苯甲酰和丙二醇甲醚醋酸酯，升溫至90℃，繼續(xù)保溫10小時，得到分散劑溶液，加入體積為分散劑溶液15倍的石油醚將聚合反應產(chǎn)物沉淀分離，3000rpm離心15min，真空度0.09mpa,60℃干燥12h，即得到丙烯酸三元共聚物分散劑。對比實施例：市售胺值36mgkoh/g的丙烯酸類分散劑。下面，對實施例1-5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑，采用稱重法測得單體轉化率，即干燥后的丙烯酸三元共聚物質量/所有加入單體質量*100％，結果見表1。表1單體轉化率編號實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5單體轉化率94.3％95.6％96.2％95.8％96.0％由表1可知，采用分步添加法，所得產(chǎn)物的單體轉化率在94％以上，具有較高的轉化率。對實施例1-5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑和對比實施例中的市售胺值36mgkoh/g的丙烯酸類分散劑進行顏料分散性能測試：制備紅色、黑色、白色顏料漿液，分別將實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑和對比實施例中的市售胺值36mgkoh/g的丙烯酸類分散劑溶解后加入，測試不同顏料的分散性能。(1)紅色氧化鐵顏料制備：將實施例1-5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑和對比實施例中的丙烯酸類分散劑分別取0.5份溶解于8份二甲苯與正丁醇的混合物中，其中，二甲苯與正丁醇的重量比為4:1，取8份氧化鐵紅顏料(120m)分別加入到上述混合物中，使用高速剪切乳化劑8000rpm高速乳化30min，用旋轉粘度計測分別測量分散體系粘度，評價得到的顏料體系的分散性能，結果列于表2。(2)黑色炭黑顏料制備將實施例1-5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑和對比實施例中的丙烯酸類分散劑分別取1份溶解于8份二甲苯與正丁醇的混合物中，其中，二甲苯與正丁醇的重量比為4:1，將10份炭黑顏料分別加入到上述混合物中，使用高速剪切乳化劑8000rpm高速乳化30min，用旋轉粘度計測分散體系粘度，評價得到的顏料體系的分散性能，結果列于表2。(3)白色鈦白顏料制備將實施例1-5制備的丙烯酸三元共聚物分散劑和對比實施例中的丙烯酸類分散劑分別取0.5份溶解于8份二甲苯與正丁醇的混合物中，其中，二甲苯與正丁醇的重量比為4:1，將8份二氧化鈦顏料(r920)加入到上述混合物中，使用高速剪切乳化劑8000rpm高速乳化30min，用旋轉粘度計測分散體系粘度，評價得到的顏料體系的分散性能，結果列于表2。表2：不同顏料分散性能測試結果編號紅色顏料分散性能黑色顏料分散性能白色顏料分散性能實施例1好優(yōu)一般實施例2優(yōu)好好實施例3好優(yōu)好實施例4好好好實施例5好一般優(yōu)對比實施例一般一般一般注：粘度<20mpas為優(yōu)；20mpas≤粘度<35mpas為好；35mpas≤粘度≤50mpas為一般、粘度>50mpas為差。由表2可知，丙烯酸三元共聚物分散劑對不同顏料的分散性能整體優(yōu)于對比實施例中的市售丙烯酸類分散劑，可以有效的降低體系粘度，顏料色漿的貯存穩(wěn)定性也更好。對本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12