[发明专利]一种聚酯型两亲性超分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯型两亲性超分散剂及其制备方法，以满足固体颗粒在不同极性介质中分散的需要。

背景技术

随着工业原材料价格的迅猛上涨，对于无机填料的改性研究吸引了大量研究人员的目光。对于无机填料粉体的改性，降低粉体颗粒之间的团聚，提高填料粉体在树脂中的分散性能，改善加工时的熔融流动性，并最终增进填料塑料的物理性质，是填料粉体改性的目的。为了适应填料粉体在介质中的分散需要，近年来发展了一类聚合物型超分散剂。与传统的分散剂相比，超分散剂的结构特点是一端能与待分散的固体颗粒表面牢固结合，称为锚固基，另一端与分散介质具有较好相容性，称为溶剂化链。

目前使用的超分散剂主要有聚酯型和聚醚型两类超分散剂。现有的聚酯型超分散剂一般用于低极性或中等极性的有机介质。如美国专利US3996059，只适合于固体颗粒在非极性或低极性介质中分散，CN1146371A用在中等极性介质分散效果良好，GB2153804也只在低极性和中等极性介质中具有良好的分散效果。而聚醚型超分散剂一般用于水性或强极性介质中，如US4398955和CN101069827A。上述的超分散剂不适合于在不同极性介质中使用。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种聚酯型两亲性超分散剂及其制备方法，以低极性的聚酯为其溶剂化链，以强极性的胺基或胺基和醇基为其锚固基，从而赋予其良好的两亲特性，可以满足固体颗粒在不同极性介质中分散的需要。

技术方案

本发明的基本思想是：首先以丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯中的两种或多种为反应单体，在引发剂的作用下共聚，制得一种无规结构的聚酯链段，然后再与甲基丙烯酸或丙烯酸中的一种进行共聚反应，制得端羧基聚酯类化合物，最后将聚酯类化合物与乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺以及四乙烯五胺中的一种或几种进行接枝反应。如此制得的超分散剂的溶剂化链是亲油性较好的聚酯链段，锚固基为亲水的胺基、醇基。

本发明的聚酯型两亲性超分散剂，其技术特征在于：以酯类物质与甲基丙烯酸或丙烯酸为共聚单体，以胺类物质为接枝单体，以热引发剂或氧化还原引发剂进行自由基聚合；所述的共聚单体中酯类物质与甲基丙烯酸或丙烯酸的物质的量之比为2.27:1～9:1，而酯类物质与胺类物质的物质的量之比应为18:1～6:1；所述的引发剂的加入量为反应单体总质量的2.5％～4％；所述的反应单体总质量为参与反应的共聚单体和接枝单体的总质量。

所述的酯类物质为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

所述的胺类物质为乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或几种。

一种制备聚酯型两亲性超分散剂的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将容器中质量约为反应单体总质量2倍的蒸馏水加热到50～80℃后，添加反应共聚单体总质量的2.5％～4％的引发剂，搅拌使得引发剂完全溶解；

步骤2：加入酯类反应单体，恒温反应2h；

步骤3：加入甲基丙烯酸或丙烯酸，继续恒温反应2h；

步骤4：滴加胺类物质，加完后继续反应3～4h，之后停止反应，并取出合成产物；

步骤5：将步骤4的合成产物静止分层，得到上层油状液的聚酯型两亲性超分散剂。

有益效果

本发明提出的聚酯型两亲性超分散剂及其制备方法的优点是：1)超分散剂的合成制备工艺简单，生产周期短，成本较低。2)本发明的超分散剂具有很好的两亲结构。经该超分散剂改性的无机粉体体现了良好的两亲性能，能满足粉体在不同极性介质中的分散需要，从而推广了改性粉体的使用范围，降低了材料的加工成本。

附图说明

图1：实施例1得到的超分散剂加入量不同时，碳酸钙粉的吸油值变化曲线

图2：实施例1得到的超分散剂加入量不同时，碳酸钙粉在液体石蜡中的黏度变化曲线

图3：实施例1得到的超分散剂加入量为4‰时，改性和未改性碳酸钙粉与液体石蜡的黏度关系曲线

图4：实施例1得到的超分散剂加入量为4‰时，改性和未改性碳酸钙粉与水的黏度关系曲线

图5：实施例7得到的超分散剂加入量为5‰时，改性和未改性氧化锌与液体石蜡的黏度关系曲线

图6：实施例7得到的超分散剂加入量为5‰时，改性和未改性氧化锌与水的黏度关系曲线

图7：实施例7得到的超分散剂加入量为4‰时，改性和未改性碳酸钙与聚乙烯树脂共混的切面SEM图。