一种超枝化分散剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超枝化分散剂的制备方法，它包括的步骤为：配制（甲基）丙烯酸（酯）、活性物质、疏水大单体溶液备用；配制氧化-还原引发剂溶液备用；将水升温至80～85℃，加入10-30％的引发剂溶液，5～10分钟后，向其中同时滴加备用的混合原料溶液和剩余的引发剂溶液；85～90℃保温1～1.5小时；降温至40℃以下，中和反应，并控制温度<50℃；检测合格后出料即可。本发明制备的超枝化分散剂为水性分散剂，具有环保、安全、性能优异等特点，其完善了国内市场产品的种类；采用的疏水大单体与羧酸具有良好的协同作用，且采用合适的温度与引发剂，使产品达到了良好的分散和稳定效果，尤其对炭黑、有机颜料等比较难分散的体系具有良好的分散效果。
【专利说明】一种超枝化分散剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属精细化工领域，尤其涉及一种超枝化分散剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]由于环保问题的日益加剧，人们的环保意识也日益增强，纺织、皮革、包装、涂料、油墨等行业所需要的助剂越来越水性化。目前市场上分散剂的品种较多，但超支化的羧酸类分散剂品种不多，而当将炭黑或有机颜料分散成色浆时，三苯乙烯苯酚类的非离子表面活性剂具有良好的润湿效果，但由于炭黑和有机颜料的润湿比较困难，故需要加入大量的此类表面活性剂、而大量此类表面活性剂的存在导致了色浆对涂层耐水性的破坏，通过将三苯乙烯苯酚聚环氧乙烷化合物进行(甲基)丙烯酸等封端酯化、引入不饱和双键，再通过共聚引入到分散剂中，从而将分散剂与润湿剂有机地结合起来，此时由于疏水大单体与羧酸具有良好的协同作用，可以使色浆达到良好的分散和稳定效果。所以开发疏水大单体改性的超枝化分散剂不仅具有良好的应用前景，也将会完善市场产品，为水性助剂类产品提供新型的、同时具备润湿和分散性能的新品种。
【发明内容】
[0003]本发明正是为了克服上述不足，所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、易于实现，性能优异的超枝化分散剂的制备方法，该超枝化分散剂对炭黑、有机颜料等比较难分散的体系具有良好的分散效果。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0005]一种超枝化分散剂的制备方法，它包括如下步骤:
[0006](I)、向反应容器中边搅拌边加入(甲基)丙烯酸(酯)、活性物质、疏水大单体，然后以80~120rpm的速度搅拌0.5~I小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用；
[0007](2)、将引发剂、还原剂分别溶于水中，在磁力搅拌器上以200~250rpm的速度搅拌0.5~I小时，然后分批加入另一恒压滴液漏斗中备用；
[0008](3)、向反应容器中加入水，通入氮气保护，边搅拌边升温至80_85°C ；
[0009](4)、加入10-30%的步骤(2)中备用的引发剂、还原剂水溶液，并保持温度80-85 0C ；
[0010](5)、5~10分钟后，向反应容器中同时匀速滴加步骤(1)中恒压滴液漏斗中备用的混合原料溶液和步骤(2)中剩余的引发剂、还原剂溶液，在2.5-3小时内滴加完毕；
[0011](6)、滴加完毕后升温至85-90°C，保温I~1.5小时；
[0012](7)、降温至40°C以下，滴加碱液进行中和，并控制温度<50°C ；
[0013](8)、中和完毕后，检测外观为浅黄色透明液体，固含量为40±2%，PH=7~9为合格品，检测合格后出料即可；
[0014]其中:(甲基)丙烯酸(酯)、活性物质、疏水大单体、引发剂、还原剂的质量比25-50:10-25:5 ~30:3 ~10:3 ~10。[0015]所述活性物质为乙烯基璜酸钠、马来酸酐或衣康酸中的一种或几种，该活性物质均为水溶性单体，在体系中主要提高分散效果、储存稳定性及聚合稳定性等。
[0016]所述的疏水大单体为三苯乙烯基苯酚-(EO) 10-100-(甲基)丙烯酸酯中的任意一种或几种。
[0017]所述的(甲基)丙烯酸(酯)为丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸中的一种或几种，其中至少含有丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种。[0018]其中，优选地，所述步骤(1)为:向一定量水中加入活性物质配制成水溶液，边搅拌边加入(甲基)丙烯酸(酯)、疏水大单体，然后以80~120rpm的速度搅拌0.5~I小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用。
[0019]其中，步骤(6)为:滴加完毕后采用一定量的水冲洗恒压滴液漏斗中的混合原料、引发剂水溶液，并同时等速滴加入反应容器，同时升温至85-90°C，冲洗水滴加完毕后，保温I~1.5小时。
[0020]其中，所述的引发剂为过硫酸盐，如过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾等，所述的还原剂为焦亚硫酸钠。其中，所述的引发剂和还原剂组成过硫酸盐-焦亚硫酸钠复合的氧化-还原体系。
[0021]其中，步骤(7)中所述的碱液的质量百分比浓度为25-50%。
[0022]有益效果:本发明所述的超枝化分散剂的制备方法制备的新型水性分散剂，具备润湿和分散性能，具有环保、安全、性能优异等特点，其完善了国内市场产品的种类，完善了分散剂的品种；本发明采用的疏水大单体与羧酸具有良好的协同作用，且采用合适的温度与引发剂、还原剂，使产品达到了良好的分散和稳定效果，尤其对炭黑、有机颜料等比较难分散的体系具有良好的分散效果，且不会破坏涂层的耐水性，且价格经济，使用范围广泛，具有良好的应用前景；本发明的制造工艺简单，易于实现大规模生产。【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]原料配方:甲基丙烯酸:270g、马来酸酐:90g、三苯乙烯基苯酚-(EO) 10-甲基丙烯酸酯:120、过硫酸铵:45g、焦亚硫酸钠:45g、水:725g、氨水(25%):339g
[0025]在室温条件下，将90g马来酸酐加入200g水中配制成水溶液，边搅拌边加入270g甲基丙烯酸、90g三苯乙烯基苯酚-(EO)ltl-甲基丙烯酸酯，然后以SOrpm的速度搅拌I小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用；
[0026]分别将45g过硫酸铵、45g焦亚硫酸钠溶于100g水中，于磁力搅拌器上以200rpm的速度搅拌0.5小时，然后分批加入到100ml恒压滴液漏斗中备用；
[0027]向2000ml4 口烧瓶中加入300g水，通入氮气保护，边搅拌边升温至85°C;然后分别加入29g引发剂、29g还原剂水溶液，保持温度85°C，同时匀速滴加混合原料溶液、剩余的过硫酸铵、焦亚硫酸钠水溶液，2小时45分滴加完毕，滴加完毕后，用余下的25ml分别冲洗混合原料、引发剂、还原剂的配制及滴加容器，并滴加入反应瓶，升温至89°C，保温1.5小时；
[0028]将反应液降温至35°C,滴加备用的氨水溶液进行中和，并控制温度<50V ；
[0029]中和完毕后，检测外观为浅黄色透明液体，固含量为39.7%,PH=8.2，检测合格，出料即得。
[0030]实施例2:
[0031]原料配方:甲基丙烯酸:350g、乙烯基璜酸钠(25%水溶液):50g、马来酸酐:100g、三苯乙烯基苯酚-(EO)4tl-甲基丙烯酸酯:120、过硫酸钾:60g、焦亚硫酸钠:60g、水:1100g、NaOH:240g
[0032]在室温条件下，将50g乙烯基璜酸钠(25%水溶液)加入300g水中配制成水溶液，边搅拌边加入350g甲基丙烯酸、100g马来酸酐、120g熔化的三苯乙烯基苯酚-(EO)4tl-甲基丙烯酸酯，然后以IOOrpm的速度搅拌0.5小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用；
[0033]将60g过硫酸钾、60g焦亚硫酸钠分别溶于120g水中，于磁力搅拌器上以250rpm的速度搅拌0.5小时，然后分批加入到100ml恒压滴液漏斗中备用；
[0034]向2000ml4 口烧瓶中加入300g水，通入氮气保护，边搅拌边升温至85°C ;然后加入各36g弓丨发剂、36g还原剂水溶液，保持温度83°C，同时匀速滴加混合原料溶液、剩余的过硫酸钾、焦亚硫酸钠水溶液，3小时滴加完毕；
[0035]滴加完毕，用20g水分别冲洗混合原料、引发剂、还原剂水溶液滴加漏斗，并同时等速滴加入反应瓶，同时升温至90°C，滴加完毕后，保温I小时；
[0036]将240gNa0H溶于240g水中配置成50 %的NaOH水溶液冷却到30°C以下备用；
[0037]将反应液降温至30°C，滴加备用的50% NaOH水溶液进行中和，并控制温度<50°C;
[0038]中和完毕后，检测外观为浅黄色透明液体，固含量为40.3%,PH=7.9，检测合格，出料即得。
[0039] 实施例3:
[0040]原料配方:丙烯酸:360g、丙烯酸甲酯:40g、马来酸酐:100g、三苯乙烯基苯酚-(EO) 10-甲基丙烯酸酯:60、三苯乙烯基苯酚-(EO)2tl-甲基丙烯酸酯:90、过硫酸铵:75g、焦亚硫酸钠:75g、水:1300g、Na0H:282g ；
[0041]在室温条件下，将100g马来酸酐加入300g水中配制成水溶液，边搅拌边加入丙烯酸:360g、丙烯酸甲酯:40g、、60g三苯乙烯基苯酚-(EO)ltl-甲基丙烯酸酯、90g熔化的三苯乙烯基苯酚-(EO)2tl-甲基丙烯酸酯，然后以IOOrpm的速度搅拌0.5小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用；
[0042]分别将75g过硫酸铵、75g焦亚硫酸钠溶于150g水中，于磁力搅拌器上以200rpm的速度搅拌I小时，然后分批加入到100ml恒压滴液漏斗中备用；
[0043]向2500ml4 口烧瓶中加入400g水，通入氮气保护，边搅拌边升温至83°C ;然后加入各45g引发剂、45g还原剂水溶液，保持温度85°C，同时匀速滴加混合原料溶液、剩余的过硫酸铵、焦亚硫酸钠水溶液，3小时滴加完毕；
[0044]滴加完毕，用18g水分别冲洗混合原料、引发剂水溶液滴加漏斗，并同时等速滴加入反应瓶，同时升温至90°C，保温1.5小时；
[0045]将282gNa0H溶于282g水中配置成50 %的NaOH水溶液冷却到30°C以下备用；
[0046]将反应液降温至30°C，滴加备用的50% NaOH水溶液进行中和，并控制温度<50°C;
[0047]中和完毕后，检测外观为浅黄色透明液体，固含量为40.5%,PH=8.3，检测合格，出料即得。
[0048]实施例4:
[0049]原料配方:甲基丙烯酸:200、丙烯酸:150g、马来酸酐:75g、衣康酸:25g、三苯乙烯基苯酚-(EO)29-甲基丙烯酸酯:150、过硫酸铵:75g、焦亚硫酸钠:75g、水:1220g、NaOH:253g；[0050]在室温条件下，将75g马来酸酐、25g衣康酸加入300g水中配制成水溶液，边搅拌边加入200g甲基丙烯酸、150g丙烯酸和150g熔化的三苯乙烯基苯酚-(EO)29-甲基丙烯酸酯，然后以IOOrpm的速度搅拌I小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用；
[0051]分别将75g过硫酸铵、75g焦亚硫酸钠溶于150g水中，于磁力搅拌器上以200rpm的速度搅拌0.5小时，然后分批加入到100ml恒压滴液漏斗中备用；
[0052]向2500ml4 口烧瓶中加入320g水，通入氮气保护，边搅拌边升温至84°C ;然后分别加入45g引发剂、45g还原剂水溶液，保持温度85°C，同时匀速滴加混合原料溶液、剩余的过硫酸铵、焦亚硫酸钠水溶液，3小时滴加完毕。
[0053]滴加完毕，用47g水分别冲洗混合原料、引发剂、还原剂水溶液滴加漏斗，并同时等速滴加入反应瓶，同时升温至90°C，保温1.5小时；
[0054]将253gNa0H溶于253g水中配置成50%的NaOH水溶液冷却到30°C以下备用；
[0055]将反应液降温至30°C，滴加备用的50% NaOH水溶液进行中和，并控制温度<50°C;
[0056]中和完毕后，检测外观为浅黄色透明液体，固含量为40.3%,PH=8.1，检测合格，出料即得。
[0057]应用实施例:
[0058]将上述实施例1-4制备的超枝化分散剂及博纳公司的540配制成色含量为30%的水性色浆，色浆配制条件为:室温20-30°C，1500rpm条件下高速分散0.5小时，然后砂磨
0.5小时。将配制成的色浆分别进行色浆粘度、分散力及储存稳定性测试，检测结果如下表所示:
【权利要求】
1.一种超枝化分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)、向反应容器中边搅拌边加入(甲基)丙烯酸(酯)、活性物质、疏水大单体，以80~120rpm的速度搅拌0.5~I小时，再分批加入恒压滴液漏斗中备用； (2)、将引发剂、还原剂溶于水中，在磁力搅拌器上以200~250rpm的速度搅拌0.5~I小时，然后分批加入另一恒压滴液漏斗中备用； (3)、向反应容器中加入水，通入氮气保护，边搅拌边升温至80-85°C； (4)、加入10-30%的步骤(2)中备用的引发剂、还原剂水溶液，并保持温度80-85°C； (5),5~10分钟后 ，向反应容器中同时匀速滴加步骤(1)中恒压滴液漏斗中备用的混合原料溶液和步骤(2)中剩余的引发剂、还原剂溶液，在2.5-3小时内滴加完毕； (6)、滴加完毕后升温至85-90°C，保温I~1.5小时； (7)、降温至40°C以下，滴加碱液进行中和，并控制温度<50°C; (8)、中和完毕后,检测,合格后出料即可； 其中:(甲基)丙烯酸(酯)、活性物质、疏水大单体、引发剂、还原剂的质量比为25-50:10-25:5 ~30:3 ~10:3 ~10 ; 所述的活性物质为乙烯基璜酸钠、马来酸酐或衣康酸中的一种或多种； 所述的疏水大单体为三苯乙烯基苯酚-(EO)IO-1OO-(甲基)丙烯酸酯的任意一种或几种。
2.根据权利要求1所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于:所述的(甲基)丙烯酸(酯)为丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸中的一种或几种，其中至少含有丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于: 步骤(1)为:向水中加入活性物质配制成水溶液，边搅拌边加入(甲基)丙烯酸(酯)、疏水大单体，然后以80~120rpm的速度搅拌0.5~I小时,再分批加入恒压滴液漏斗中备用。
4.据权利要求1或2所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于:步骤(6)为:滴加完毕后采用水冲洗恒压滴液漏斗中的混合原料、引发剂、还原剂水溶液，并同时等速滴加入反应容器，同时升温至85-90°C，冲洗水滴加完毕后，保温I~1.5小时。
5.根据权利要求1或2所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于:所述的引发剂为过硫酸盐。
6.根据权利要求1或2所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于:所述的还原剂为焦亚硫酸钠。
7.根据权利要求1或2所述的超枝化分散剂的制备方法，其特征在于:步骤(7)中所述的碱液的质量百分比浓度为25-50%。
【文档编号】C08F222/02GK103709308SQ201310675577
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】李维格, 刘钫, 张春福 申请人:苏州博纳化学科技有限公司