[发明专利]一种生物基分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种生物基分散剂及其制备方法和应用。所述生物基分散剂的制备原料包括：蓖麻油基大分子单体、反应单体、溶剂和引发剂；所述反应单体包括丙烯酸、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体或苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。所述生物基分散剂的制备方法简单，得到的分散剂能够有效提高颜料或填料在涂料中的分散稳定性，对颜料、填料具有广谱性，色浆的细度值普遍达到15微米以下。

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种生物基分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

分散剂是涂料领域不可或缺的一种原料，在涂料中占有重要地位。分散剂是一种具有两亲结构的特殊聚合物，其分子结构分为两部分:一部分为极性基团，也称为锚定基团，常见的有-R₂N、-COOH、-SO₃H、多元胺、多元醇及聚醚等，它们可通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在固体颜料或填料颗粒表面，防止分散剂脱附；另一部分为非极性基团链，常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃及聚丙烯酸酯等，非极性基团链与分散介质具有良好的相容性，在分散介质中采取比较伸展的构象，在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。目前，生物基分散剂因来源丰富的优点，受到越来越多的关注。

CN111040179A公开了一种环氧大豆油基超分散剂，其利用环氧大豆油分子链上的环氧基与三(羟甲基)氨基甲烷分子上的氨基发生开环反应，然后再与环氧丙醇发生反应制备得到，所制得的分散剂的分子结构末端含有大量的活性羟基，这些活性羟基可与木塑填料表面形成多点锚固，通过这些多点“锚固”作用将大豆油分子链牢牢镶嵌在填料表面，提高填料在聚烯烃树脂中的分散性。

CN112048070A公开了一种端羟基超支化聚酯接枝环氧大豆油超分散剂的制备方法，其利用环氧大豆油、三(羟甲基)氨基甲烷、环氧丙醇等为原料反应得到，其分子结构末端含有大量的活性羟基，这些活性羟基可与木塑填料(如木粉、玻璃纤维、碳酸钙粉体等)表面形成多点锚固作用，并在填料表面形成一层包覆层。

CN113461556A公开了一种一锅煮法合成聚缩水甘油接枝环氧大豆油超分散剂及其应用，其以环氧大豆油、丝氨醇、缩水甘油为原料，一锅煮法合成具有超支化结构的聚缩水甘油接枝环氧大豆油超分散剂。

基于以上研究，可以看到针对生物基分散剂的开发有很多，但上述涉及的分散剂均采用逐步聚合工艺制备，有的涉及多步反应，制备工艺复杂，后处理繁琐，污染环境，产品收率低，产品仅适应于塑料加工。因此，如何找到一种结构简单、制备工艺简单与分散介质具有良好的相容性且具有广谱性的分散剂，已成为目前涂料领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足和现实实际的需求，本发明的目的在于提供一种生物基分散剂及其制备方法和应用。所述生物基分散剂对颜料、填料具有广谱性，色浆的细度值普遍达到15微米以下，有利于减少石化材料的使用，减少碳排放，能带来巨大的经济和社会效益。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种生物基分散剂，所述生物基分散剂的制备原料包括：蓖麻油基大分子单体、反应单体、溶剂和引发剂。

所述反应单体包括丙烯酸、丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体或苯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合可以是丙烯酸与丙烯酸酯类单体的组合或丙烯酸酯类单体与甲基丙烯酸的组合，其余任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。

本发明通过蓖麻油基大分子单体，与其他含有双键的反应单体，在溶剂和引发剂的存在下，通过自由基聚合方式制备分散剂，具有结构设计简单、工艺简单和无后续处理等优点，其分子结构中反应单体引入大量的羟基或叔胺基锚固基团，可以与颜料或填料表面上的羟基形成氢键作用，将分散剂分子牢牢固定在填料粉体表面；同时蓖麻油分子长链可与涂料中其它聚合物分子链形成物理缠绕作用，提高颜料或填料在涂料中的分散稳定性。采用所述方法制备得到的分散剂对颜料、填料具有广谱性，色浆的细度值普遍达到15微米以下。