一种高分散性的共聚物颜料制备方法与流程

文档序号:11399179阅读:218来源:国知局

本发明属于高分子合成领域,具体涉及一种高分散性的共聚物颜料制备方法。



背景技术:

聚酯是由多元酸或其酯和多元醇组分通过酯化或酯交换反应得到的一种高分子树脂,其具有优良的耐热、耐寒、热稳定性等优异性能,所以在涂料和粘合剂行业中被广泛使用。其中,聚酯树脂由于其酯键的极性,能够对金属、pet膜等具有良好的附着力。但是,聚酯树脂对颜料的混溶性较差,使其大多数情况仅能用于清漆配方中。对于钛白或者炭黑类颜料,以聚酯为基体树脂的情况下,需要超高速搅拌混合,同时需要提供纳米级钛白或者炭黑,大大增加了施工难度和原料成本。对于其他有色类颜料,聚酯的混溶性又大大低于聚丙烯酸类树脂,应用受限。

过去人们尝试使用颜料分散剂来改善颜料在聚酯树脂有机溶液中的分散能力。如huybrechts在1998年12月22日授权的美国专利第5,852,123号中描述了过去一直使用的接枝共聚物分散剂。这些分散剂在颜料表面的结合或固定能力仍旧需要改进,它容易使颜料颗粒非常接近而产生絮凝,并导致具有不良稳定性和流变学性能和色强度降低。

因此,为了改善颜料在聚酯树脂有机溶液中分散能力,仍需要新的制备工艺。



技术实现要素:

本发明提供了一种高分散性的共聚物颜料制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:

一种高分散性的共聚物颜料制备方法,包括如下步骤,

s1、先用二元羧酸、不饱和脂肪二元羧酸以及二元醇通过直接酯化法工艺合成含有不饱和双键结构的基体聚酯树脂;

s2、将含有碳碳双键的染料单体与s1制得的基体聚酯树脂在溶剂中进行溶解,并加入引发剂,通过自由基聚合,进行接枝反应,得到共聚物染料。

优选地,所述s1中二元羧酸选自脂肪族饱和二元羧酸、芳香族二元羧酸、脂环族二元羧酸中的一种或两种以上的任意组合。

优选地,其中所述脂肪族饱和二元酸选自1,4-丁二酸、1,6-己二酸、1,9-壬二酸、1,10-癸二酸、1,11-十一烷二酸、1,12-十二烷二酸中的一种或两种以上的任意组合;

所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸中的一种或两种以上的任意组合;

所述脂环族二元羧酸选自1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、六氢苯酐中的一种或两种以上的任意组合。

优选地,所述s1中不饱和脂肪二元羧酸选自马来酸、富马酸、衣康酸其中的一种或多种组合。

优选地,所述s1中二元醇选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、新戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-2-丁基丙二醇或羟基特戊酸新戊二醇单酯、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇或1,4-环己二醇、一缩乙二醇、二缩乙二醇、三缩乙二醇、聚乙二醇、一缩丙二醇、二缩丙二醇、三缩丙二醇、聚丙二醇、一缩丁二醇、二缩丁二醇中的一种或两种以上的任意组合。

优选地,所述s1中制备得到的基体聚酯树脂中含有芳香族类结构单元,其含量为基于合成基体树脂酸当量总量的10mol%-50mol%,脂环族或脂肪族类结构单元,其含量为基于合成基体树脂酸当量总量的10mol%-70mol%,所述聚酯树脂中含有不饱和脂肪二元羧酸含量为基于合成基体树脂酸当量总量的10mol%-80mol%,所述基体聚酯树脂分子量为3,000-10,000,官能度为2-8,玻璃化温度为-60℃~100℃。

优选地,所述s2中染料单体选自含有碳碳双键的分散红、分散蓝或类黄酮类有机分散染料单体的任意一种,且染料单体摩尔量为不饱和脂肪二元羧酸摩尔量的20-80%。

优选地,所述分散红为分散红r,分散蓝为分散蓝b;类黄酮类为类黄酮y;结构式分别为:

优选地,所述s2中引发剂为偶氮化合物或过氧化物的一种或两种以上的任意组合。

优选地,所述s2中溶剂选自丁酮、甲苯或二甲苯的任意一种。

本发明的有益效果体现在:本发明通过自由基聚合,将带有双键的颜料单体接枝到基体聚酯上后,得到共聚物颜料。在保留了与常规颜料相似的色值、着色力的同时,利用相似相容的原理,大大提高颜料与聚酯的混溶性,很好的解决了聚酯树脂与颜料混溶性差的难题。

具体实施方式

以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案。其中,实施例1至实施例3是本发明的对比实施例;实施例4至实施例6为本发明范围内的具体实施例。

最后通过检测相关性能用于证明本发明的接枝共聚物颜料具有与常规颜料相似的色值、着色力,但具有比常规颜料更加良好的与聚酯的混溶性。

实施例1

将对苯二甲酸16.5kg、间苯二甲酸16.5kg、己二酸5.9kg和乙二醇23.7kg、新戊二醇6.5kg、顺1,4-丁烯二酸3.1kg投入到100l不锈钢反应釜中,并加入13g钛酸四丁酯和29g醋酸锌,在氮气体系下,加压1.0-1.5mpa,升温到180-200℃保温反应1.5小时,再逐渐升温到220-240℃反应2.5小时,当收集副产物量达到理论计算值时,逐渐放压至常压,酯化反应结束。在0.5小时内逐步减压到100pa以下进行缩聚反应。反应2小时后得到基体聚酯树脂。测得分子量为5000。

将该基体聚酯树脂10kg、分散红r为78g,过氧化二苯甲酰5g加入20l二甲苯中,在回流的条件下,保温4h,然后真空干燥得到红色共聚物颜料。

实施例2

将对苯二甲酸16.5kg、间苯二甲酸16.5kg、己二酸5.9kg和乙二醇23.7kg、新戊二醇6.5kg、顺1,4-丁烯二酸13.9kg投入到100l不锈钢反应釜中,并加入13g钛酸四丁酯和29g醋酸锌,在氮气体系下,加压1.0-1.5mpa,升温到180-200℃保温反应1.5小时,再逐渐升温到220-240℃反应2.5小时,当收集副产物量达到理论计算值时,逐渐放压至常压,酯化反应结束。在0.5小时内逐步减压到100pa以下进行缩聚反应。反应4小时后得到基体聚酯树脂。测得分子量为7000。

将该基体聚酯树脂10kg、分散蓝b为261.7g,过氧化二苯甲酰5g加入20l二甲苯中,在回流的条件下,保温4h,然后真空干燥得到蓝色共聚物颜料。

实施例3

将对苯二甲酸1.65kg、间苯二甲酸1.65kg、癸二酸32.3kg和乙二醇42.7kg、新戊二醇22.6kg、一缩乙二醇18.7kg、顺1,4-丁烯二酸55.7kg投入到200l不锈钢反应釜中,并加入26g钛酸四丁酯和58g醋酸锌,在氮气体系下,加压1.0-1.5mpa,升温到180-200℃保温反应1.5小时,再逐渐升温到220-240℃反应2.5小时,当收集副产物量达到理论计算值时,逐渐放压至常压,酯化反应结束。在0.5小时内逐步减压到100pa以下进行缩聚反应。反应6小时后得到基体聚酯树脂。测得分子量为10000。

将该聚酯树脂10kg、类黄酮y为163.1g,过氧化二苯甲酰5g加入20l二甲苯中,在回流的条件下,保温8h,然后真空干燥得到黄色共聚物颜料

对比例4

市售红色颜料:永固红f2r;

对比例5

市售黄色颜料:咪唑酮黄h4c

性能检测对比

上述实施例得到的共聚物颜料和对比例普通的颜料分别与市售用于涂料使用的聚酯树脂进行混合,测试颜料的分散性。

分别将实施例与对比例与市售聚酯树脂按比例颜料/树脂的质量比分别配成35%-65%的比例,经过高速分散后,静置测试其混溶性以及稳定性。

混溶性结果详见表1:

表1:实施例和对比实施例形成的颜料混溶分散性能对比表

x——溶液分层;o——溶液状态良好;

将上述实施例与标准颜料测试色差值。色差值分别以分散红,分散蓝和类黄酮为标准,利用色差仪得到。性能详见下表2:

表2:实施例的色差值比对

以上结果说明本发明产品能够在保证色差值偏差很小的情况下,大大提高颜料与涂料用聚酯树脂的混溶性和稳定性。

本发明尚有多种具体的实施方式。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。

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