一种无机涂料用聚羧酸型分散剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料分散剂领域，具体涉及一种无机涂料用聚羧酸型分散剂及其制备方法。


背景技术：

2.涂料制造过程中的颜料分散剂，是指在机械力的作用下，颜料的二次团粒经过润湿、分散在展色剂中，得到一个稳定的颜料分散悬浮体。因此如果想要制得一个良好的颜料分散体，有必要借助于润湿分散剂的帮助。
3.颜料的润湿、分散和稳定三个过程是不可分割的，润湿是一个颜料表面置换的过程，分散是颜料的聚集体在外力作用下分离的过程，稳定是颜料经过分散后不再发生反粗的过程。分散剂能够吸附在颜料的表面上，构成电荷作用或空间位阻效应，使分散体处于稳定的状态。
4.目前市面上使用的分散剂大部分属于阴离子或非离子型分散剂，其原理在于其活性基团一端能吸附在颜填料粒子表面，而另一端则与溶剂形成吸附层，从而使得颜填料粒子能长期稳定分散悬浮在溶剂中。现有的分散剂其低的表面张力能快速润湿颜填料粒子，然后通过研磨机或分散机等高剪切力作用使颜填料粒子达到半絮凝的状态，进而得到无机涂料成品。但如果无机涂料成品粘度较低时，会出现颜料反粗和絮凝现象，影响涂料储存及使用性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有分散剂存在的链节较短、吸附层不稳定的问题，提供一种无机涂料用聚羧酸型分散剂，该聚羧酸型分散剂使用的单体分子链长，且分散剂中亲水基团更多，分子链活性基团通过多点锚固结合颜填料粒子，能使无机涂料得到更厚更稳定的吸附层，使颜填料粒子得以长期稳定悬浮在溶剂中。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无机涂料用聚羧酸型分散剂，由按照质量百分比下列组分组成：组分a：单体，由甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚和甲基烯丙基聚氧乙烯醚混合而成；单体总质量为100%，其中甲酸质量占单体总质量5%，马来酸酐质量占单体总质量7%，苯丙烯聚氧乙烯醚质量占单体总质量43%，聚氧乙烯醚质量占单体总质量28%，甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量占单体总质量17%；组分b：引发剂，质量为组分a质量的1~2%；组分c：水。
7.优选的，所述的苯丙烯聚氧乙烯醚纯度≥99%，ph在5.0~7.0，不饱和度≥0.30mmol/g。
8.优选的，所述的苯丙烯聚氧乙烯醚或聚氧乙烯醚占单体总质量的50~70%，所述的马来酸酐5~10%。
9.优选的，所述的引发剂为过氧化环已酮或过氧化苯甲酸叔丁酯。
10.优选的，所述的水为蒸馏水或去离子水。
11.优选的，所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂使钛白粉分散后细度达到15μm，使4000目钛白粉分散后细度达到25μm。
12.优选的，所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂保持无机涂料ph小于或等于11.5时，在50℃热储存45天以上无机涂料粘度上升8ku；ph值大于11.5时，在50℃热储存14天以上粘度上升5ku。
13.本发明还提供一种无机涂料用聚羧酸型分散剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一. 在四角烧瓶中加入重量份200份去离子水或蒸馏水，水浴升温至95℃，加入甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）和甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者多种，搅拌2.5~3h得到混合溶液；步骤二. 在步骤一得到的溶液中加入引发剂，在100~120℃下反应4h；步骤三. 将步骤二得到的反应产物降温至50~60℃，添加100份去离子水或蒸馏水，搅拌30min，将反应产物稀释；步骤四. 稀释后的产物冷却至室温，得到成品聚羧酸分散剂。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果：（1）本发明的聚羧酸型分散剂，生产工艺简单，使用方便，且绿色环保，适合进行工业化生产。
15.（2）本发明通过空间位阻稳定机理和粒子间相互作用力，使得分散剂溶液体系更加稳定。
16.（3）本发明聚羧酸型分散剂具有良好的分散效果，分散效果快，分散稳定性能提升。
17.（4）本发明的无机涂料用聚羧酸型分散剂具有增强性能，能提升无机涂料耐水性能，使无机涂料在水中浸泡30天不起鼓不脱落。
18.（5）本发明的聚羧酸型分散剂具有高效的颗粒分散性，能提升无机涂料的分散效果；可使钛白粉分散后细度达到15μm，使4000目钛白粉分散后细度达到25μm。
19.（6）本发明的聚羧酸型分散剂具有高效的保持能力，提升无机涂料的储存性能，无机涂料ph小于或等于11.5时，50℃热储存45天以上，无机涂料粘度上升约8ku，无结块无分水；ph值大于11.5时，50℃热储存14天以上粘度上升约5ku，无结块无分水。
具体实施方式
20.下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清晰完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。若没有其他说明，所用原料均为市面销售采购得到的。
21.一种无机涂料用聚羧酸型分散剂，其制备原料按百分比计算，包括甲酸、马来酸酐、本丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯和水。
22.所述甲酸购自济南启辰化工有限公司；
所述马来酸酐购自济南七彩化工有限公司；所述本丙烯聚氧乙烯醚（apeg）购自江苏省海安石油化工厂，型号为apeg-2400；所述聚氧乙烯醚（tpeg）购自山东优索化工科技有限公司，型号为tpeg-2400；所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚购自江苏普乐司生物科技有限公司，型号为hpeg；所述过氧化环己酮购自常州秋硕化学品有限公司；所述过氧化苯甲酸叔丁酯购自江苏雷恩环保科技有限公司。
23.实施例1一种无机涂料用聚羧酸型分散剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一. 在四角烧瓶中加入重量份200份去离子水或蒸馏水，水浴升温至95℃，加入甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）和甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者多种，搅拌2.5~3h得到混合溶液；步骤二. 在步骤一得到的溶液中加入引发剂，在100℃下反应4h；步骤三. 将步骤二得到的反应产物降温至50℃，添加100份去离子水或蒸馏水，搅拌30min，将反应产物稀释；步骤四. 稀释后的产物冷却至室温，得到成品聚羧酸分散剂。
24.实施例2一种无机涂料用聚羧酸型分散剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一. 在四角烧瓶中加入重量份200份去离子水或蒸馏水，水浴升温至95℃，加入甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）和甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者多种，搅拌2.5~3h得到混合溶液；步骤二. 在步骤一得到的溶液中加入引发剂，在110℃下反应4h；步骤三. 将步骤二得到的反应产物降温至55℃，添加100份去离子水或蒸馏水，搅拌30min，将反应产物稀释；步骤四. 稀释后的产物冷却至室温，得到成品聚羧酸分散剂。
25.实施例3一种无机涂料用聚羧酸型分散剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一. 在四角烧瓶中加入重量份200份去离子水或蒸馏水，水浴升温至95℃，加入甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）和甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者多种，搅拌2.5~3h得到混合溶液；步骤二. 在步骤一得到的溶液中加入引发剂，在120℃下反应4h；步骤三. 将步骤二得到的反应产物降温至60℃，添加100份去离子水或蒸馏水，搅拌30min，将反应产物稀释；步骤四. 稀释后的产物冷却至室温，得到成品聚羧酸分散剂。
26.实施例4步骤s1：取如下按重量份数的原料：聚羧酸分散剂0.6份、二氧化硅30份、钛白粉10份、高岭土20份、重钙15份、纤维素醚0.3份、苯丙乳液6份、去离子水20份、消泡剂0.4份；步骤s2：按步骤s1中的组分配比，向分散釜内依次添加组分配比量80%的水、纤维素醚、聚羧酸分散剂、组分配比量50%的消泡剂，分散釜转速为1400r/min，搅拌约30min后，向分散釜内加入钛白粉、高岭土以及重钙，在转速1700r/min下搅拌分散1.5h；调整转速为
600r/min并加入苯丙乳液，搅拌分散10min；调整转速为400r/min，加入剩余的水以及剩余的消泡剂，搅拌分散20min后，制得无机涂料一份。
27.测得性能数据见表1。
28.实施例5步骤s1：取如下按重量份数的原料：离子型分散剂0.6份、二氧化硅30份、钛白粉10份、高岭土20份、重钙15份、纤维素醚0.3份、苯丙乳液8份、去离子水20份、消泡剂0.4份；步骤s2：按步骤s1中的组分配比，向分散釜内依次添加组分配比量80%的水、纤维素醚、聚羧酸分散剂、组分配比量50%的消泡剂，分散釜转速为1400r/min，搅拌约30min后，向分散釜内加入钛白粉、高岭土以及重钙，在转速1700r/min下搅拌分散1.5h；调整转速为600r/min并加入苯丙乳液，搅拌分散10min；调整转速为400r/min，加入剩余的水以及剩余的消泡剂，搅拌分散20min后，制得无机涂料一份。
29.测得性能数据见表1。
30.表1两种分散剂测试性能数据记录表 实施例4实施例5热储存（50℃/30d）稳定无分水、无硬块、搅拌后均匀状态稳定无分水、无硬块、搅拌后均匀状态耐洗刷次数/（标准状态养护7d）≥9000≤5000对比率0.9550.923
最后说明的是，以上所述为仅为本发明优选实施例，并不限制于本发明，对于所属本领域的技术人员而言，本发明可以有各种更改以及变化。凡在本发明的精神和原则内，所作的任何修改、替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于，所述分散剂由按照质量百分比下列组分组成：组分a：单体，由甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚和甲基烯丙基聚氧乙烯醚混合而成；单体总质量为100%，其中甲酸质量占单体总质量5%，马来酸酐质量占单体总质量7%，苯丙烯聚氧乙烯醚质量占单体总质量43%，聚氧乙烯醚质量占单体总质量28%，甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量占单体总质量17%；组分b：引发剂，质量为组分a质量的1~2%；组分c：水。2.根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于，所述的苯丙烯聚氧乙烯醚纯度≥99%，ph在5.0~7.0，不饱和度≥0.30mmol/g。3.根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于：所述的苯丙烯聚氧乙烯醚或聚氧乙烯醚占单体总质量的50~70%，所述的马来酸酐5~10%。4.根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化环已酮或过氧化苯甲酸叔丁酯。5.根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于：所述的水为蒸馏水或去离子水。6.根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于：所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂使钛白粉分散后细度达到15μm，使4000目钛白粉分散后细度达到25μm。7.根据权利要求1所述的一种无机涂料用聚羧酸型分散剂，其特征在于：所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂保持无机涂料ph小于或等于11.5时，在50℃热储存45天以上无机涂料粘度上升8ku；ph值大于11.5时，在50℃热储存14天以上粘度上升5ku。8.一种根据权利要求1所述的无机涂料用聚羧酸型分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一. 在四角烧瓶中加入重量份200份去离子水或蒸馏水，水浴升温至95℃，加入甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚（apeg）、聚氧乙烯醚（tpeg）和甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者多种，搅拌2.5~3h得到混合溶液；步骤二. 在步骤一得到的溶液中加入引发剂，在100~120℃下反应4h；步骤三. 将步骤二得到的反应产物降温至50~60℃，添加100份去离子水或蒸馏水，搅拌30min，将反应产物稀释；步骤四. 稀释后的产物冷却至室温，得到成品聚羧酸分散剂。

技术总结
本发明提供了一种无机涂料用聚羧酸型分散剂及其制备方法，由甲酸、马来酸酐、苯丙烯聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、引发剂和水等组分按一定比例混合制备而成。本发明的聚羧酸型分散剂具有良好的分散效果，分散效果快，分散稳定性能提升；具有增强性能，能提升无机涂料耐水性能，使无机涂料在水中浸泡30天不起鼓不脱落；具有高效的颗粒分散性，能提升无机涂料的分散效果；具有高效的保持能力，提升无机涂料的储存性能。提升无机涂料的储存性能。


技术研发人员：范文斌 周春洋 陈正景 胡直南 李光辉 陈伟 郑宪凯 傅雁
受保护的技术使用者：张家港弗克新型建材有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/12