一種超支化樹脂顏料分散劑、制備方法及其色漿和色漿的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顏料分散及色漿領(lǐng)域。更具體地,涉及一種超支化樹脂顏料分散劑、制 備方法及其色漿和色漿的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 顏料作為著色劑,只有均勻穩(wěn)定的分散在涂膜中,才能很好的發(fā)揮著色效果。目 前,一般普遍采用表面活性劑和一些低分子的偶聯(lián)劑來對顏料表面進行修飾,改變顏料表 面的極性,以減少顏料的團聚和絮凝。然而,在顏料分散及色漿制備的實際應(yīng)用中,仍然存 在色漿分散效率低,制備的成品漆色差大,漆膜有浮色發(fā)花現(xiàn)象。
[0003] 超支化聚酯和傳統(tǒng)線狀聚合物相比具有:黏度較低,分子間無鏈糾纏等優(yōu)點。公開 號為CN101353421A和CN103497319A的發(fā)明專利均公開了一種聚酯型超支化顏料分散劑及 其制備方法。該顏料分散劑是以B y型多羥基化合物為核分子,其中B代表羥基,其官能度 y多2,以六8:(型多羥基酸為發(fā)散分子,其中A代表羧基,B代表羥基,x代表羥基的官能度且 x多2,采用真空熔融縮聚的方法得到一種粘稠狀末端帶羥基的聚酯型超支化聚合物,再在 常壓下與酸酐進行酯化反應(yīng),最后再與一端是單環(huán)氧官能團另一端是疏水性長鏈的化合物 反應(yīng)制得。該發(fā)明為一種具有3D結(jié)構(gòu)的超支化的、樹枝狀的、含有羥基官能團和疏水性長 鏈兩種官能團的聚酯顏料分散劑。
[0004] 本發(fā)明進一步改進了超支化顏料分散劑,使其可應(yīng)用于水性體系。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種超支化樹脂顏料分散劑,該分散劑能 有效的分隔和分散顏料,同時和顏料形成強有力的錨合作用,增加顏料和主體樹脂的相容 性,色漿的成漆的穩(wěn)定性,降低色差,可應(yīng)用于水性體系。
[0006] 本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述分散劑的制備方法。
[0007] 本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是提供含有上述分散劑的色漿。
[0008] 本發(fā)明要解決的第四個技術(shù)問題是提供含有上述分散劑色漿的應(yīng)用。
[0009] 為解決上述第一個技術(shù)問題,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0010] -種超支化樹脂顏料分散劑,其具有超支化結(jié)構(gòu),并且同時具有以下官能團:
[0011] a.羥基;
[0012] b.乙氧基(-0C2H4 -);
[0013] c.含有5-18個碳的疏水性碳鏈。
[0014] 優(yōu)選地,所述的超支化樹脂顏料分散劑具有如式(I)所示結(jié)構(gòu),
[0015]
[0016] 式中,@為超支化聚合物骨架,U為異氰酸酯的烷基基團,R3為含有5-18個碳的 疏水性碳鏈;其中,12 f x+y+k 5超支化聚合物的總官能團數(shù)目,x,y,k,q為正整數(shù);優(yōu)選 地,12 蘭 x+y+k 蘭 80。
[0017] 優(yōu)選地,所述的超支化樹脂顏料分散劑具有如式(II )所示結(jié)構(gòu),
[0018]
[0019] 式中,札為碳鏈長度為C2_C1S的酸酐的骨架,R 2為含有5-18個碳的疏水性碳 鏈,其中12 f x+y+k+n =超支化聚合物的總官能團數(shù)目,x,y,k,n為正整數(shù);優(yōu)選地, 12 芻 x+y+k+n 3 80。
[0020] 優(yōu)選地,所述超支化樹脂顏料分散劑的數(shù)均分子量為1500-20000,固含量為 20% -90%,其分子量分布為1-10。
[0021 ] 為解決上述第二個技術(shù)問題,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。
[0022] 所述具有式(I)結(jié)構(gòu)的超支化樹脂顏料分散劑制備方法,包括如下制備步驟:
[0023] (1)將超支化羥基聚酯和C5_C1S的飽和脂肪酸,在60-180°C攪拌條件下進行酯化 封端反應(yīng),得到的部分羥基被脂肪酸酯化封端,帶有疏水性碳鏈的超支化羥基聚酯;
[0024] (2)將聚乙二醇單甲醚和異佛爾酮二異氰酸酯按照摩爾比0. 8 - 1. 2 :1在惰性氣 體保護下反應(yīng),異佛爾酮二異氰酸酯的一個異氰酸酯基團被聚乙二醇單甲醚封端,形成含 有一個活性異氰酸酯基團的IPDI - MPEG中間體;將IPDI - MPEG中間體和步驟(1)制得的 帶有疏水性碳鏈的超支化羥基聚酯進行反應(yīng),即得到同時具備羥基、疏水性碳鏈,親水性聚 乙二醇單甲醚基團三種官能團的具有如式(I)所示結(jié)構(gòu)的超支化樹脂顏料分散劑。
[0025] 優(yōu)選地,步驟(1)中所述超支化羥基聚酯是以By型多羥基化合物為核分子,以AB x 型多羥基酸為發(fā)散分子,真空熔融縮聚得到的一種粘稠狀末端帶羥基的聚酯型超支化聚合 物,所述真空熔融的溫度為100-200°C,其中,A代表羧基,B代表羥基,官能度x 3 2,官能 度y蘭2。
[0026] 優(yōu)選地,步驟(1)所述超支化羥基聚酯的固體羥基值3 160mgK0H/g,優(yōu)選地,所述 超支化羥基聚酯的固體羥基值為250-550mgK0H/g。
[0027] 優(yōu)選地,步驟⑴所述C5-C1S的飽和脂肪酸為直鏈結(jié)構(gòu)。
[0028] -種具有式(II)結(jié)構(gòu)的超支化樹脂顏料分散劑的制備方法,包括如下步驟:
[0029]
[0030] 式中,札為碳鏈長度為C2_C1S的酸酐的骨架,R 2為含有5-18個碳的疏水性碳 鏈,其中12 f x+y+k+n =超支化聚合物的總官能團數(shù)目,x,y,k,n為正整數(shù);優(yōu)選地, 12 芻 x+y+k+n 3 80。
[0031] (1)將超支化羥基聚酯和C5-C1S的飽和脂肪酸,在60-18(TC攪拌條件下進行酯化 封端反應(yīng),得到的部分羥基被脂肪酸酯化封端,帶有疏水性碳鏈的超支化羥基聚酯;
[0032] (2)將部分羥基被脂肪酸酯化封端的超支化羥基聚酯和酸酐加入到裝有溶劑的反 應(yīng)器中,60_180°C攪拌條件下進行反應(yīng);加入的酸酐的摩爾數(shù)為超支化羥基聚酯中羥基官 能團摩爾數(shù)的10% -90% ;
[0033] (3)檢測步驟(1)所述反應(yīng)體系酸值,至酸值穩(wěn)定后向反應(yīng)器中加入帶有疏水性 碳鏈的單環(huán)氧官能團的縮水甘油酯或縮水甘油醚類化合物,在60_180°C攪拌條件下繼續(xù)反 應(yīng)至酸值穩(wěn)定,得到帶有疏水性碳鏈的超支化羥基聚酯;加入的帶有疏水性碳鏈的單環(huán)氧 官能團的縮水甘油酯或縮水甘油醚的摩爾量與步驟(1)反應(yīng)產(chǎn)物中羧基官能團摩爾量的 比值為1-1. 2 :1 ;
[0034] (4)將聚乙二醇單甲醚和異佛爾酮二異氰酸酯按照摩爾比0. 8-1. 2 :1在惰性氣體 保護下反應(yīng),異佛爾酮二異氰酸酯的一個異氰酸酯基團被聚乙二醇單甲醚封端,形成含有 一個活性異氰酸酯基團的IPDI-MPEG中間體;將IPDI-MPEG中間體和步驟(3)制得的帶有 疏水性碳鏈的超支化羥基聚酯進行反應(yīng),即得到同時具備羥基、疏水性碳鏈,親水性聚乙二 醇單甲醚基團三種官能團的具有如式(II)所示結(jié)構(gòu)的超支化樹脂顏料分散劑。
[0035] 優(yōu)選地,步驟(1)中所述超支化羥基聚酯是以By型多羥基化合物為核分子,以AB x 型多羥基酸為發(fā)散分子,真空熔融縮聚得到的一種粘稠狀末端帶羥基的聚酯型超支化聚合 物,所述真空熔融的溫度為100-200°C,其中,A代表羧基,B代表羥基,官能度x 3 2,官能 度y蘭2。
[0036] 優(yōu)選地,步驟(1)所述超支化羥基聚酯的固體羥基值3 160mgK0H/g,優(yōu)選地,所述 超支化羥基聚酯的固體羥基值為250-550mgK0H/g。
[0037] 優(yōu)選地,:步驟(2)所述酸酐選自六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、四氫 鄰苯二甲酸酐、甲基四氫苯酐、鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸 酐、十二烯基丁二酸酐或偏苯三酸酐。
[0038] 優(yōu)選地,步驟(3)所述的縮水甘油酯為具有支化碳鏈結(jié)構(gòu)的縮水甘油酯;優(yōu)選地, 所述帶有疏水性碳鏈的單環(huán)氧官能團的縮水甘油酯選自叔碳酸縮水甘油酯、2-乙基己酸縮 水甘油酯、叔丁基苯甲酸縮水甘油酯或苯甲酸縮水甘油酯;步驟(3)中所述疏水性碳鏈的 單環(huán)氧官能團的縮水甘油醚選自(:6-(:18烷基縮水甘油醚、環(huán)氧活性稀釋劑AGE、環(huán)己基縮水 甘油醚、苯基縮水甘油醚、取代