[发明专利]含苯乙烯-马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含苯乙烯‑马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂及其制备方法，其以苯乙烯、苯乙烯衍生物、马来酸酐和丙烯酸衍生物四种单体进行自由基共聚形成嵌段共聚物后，在该嵌段共聚物上以接枝改性剂进行接枝改性，制备得到含苯乙烯‑马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂，该分散剂空间位阻大、锚固能力强，在水性色浆应用中能够使颜料稳定分散，相对着色力较强，储存稳定性较好。

技术领域

本发明涉及一种水性颜料分散剂及其制备方法，尤其涉及一种含苯乙烯-马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂及其制备方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

将颜料颗粒稳定分散在水性体系中形成的水性色浆，是避免颜料粉尘污染和提高着色力、鲜艳度和亮度等使用效果的一个有效方案。分散剂是保证颜料颗粒能够稳定分散在水性体系中的关键助剂，对水性色浆着色力、与着色基材相容性等应用性能有着重要影响。分散剂不仅要求能够很好的锚固定在颜料颗粒表面，还需要在水性色浆中分散好的颜料颗粒间提供较强的空间位阻和静电斥力，以防止颜料颗粒的团聚，因此对于分散剂结构、分子量、亲水和锚固定基团分布等方面有较高要求。嵌段共聚物包含两种或两种以上性质不同的聚合物链段，可以将多种聚合物的优良特性结合在一起，而多嵌段共聚物可以提供更加丰富的功能性和微观相结构，日益受到重视，在色浆分散剂中有着广泛的应用。

苯乙烯-马来酸酐共聚物由于性能优良、价格低廉而广泛应用于汽车零部件、家电外壳、建筑材料、办公用品和医疗器件等各个领域。然而，现有的苯乙烯-马来酸酐共聚物由于空间位阻较小，且电位点较少，影响苯乙烯-马来酸酐共聚物作为颜料分散剂、降粘剂等产品的应用性能，为了获得性能更加优良的苯乙烯-马来酸酐共聚物，现有技术公开了苯乙烯、马来酸酐与多种单体的聚合物：申请号为CN201410327081.6的中国专利公开了一种四元共聚物分散剂，该四元共聚物分散剂是由不饱和聚醚、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、苯乙烯磺酸钠共聚而成；申请号为CN201510982711.8的中国专利公开了一种高分子嵌段分散剂，是将甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、N-异丙基丙烯酰胺聚合，然后再与甲基丙烯酸羟乙酯、烯丙醇聚氧乙烯醚聚合，得到高分子嵌段分散剂应用于纳米二氧化钛、碳酸钙、油墨颜料颗粒的分散。现有技术还公开了对苯乙烯-马来酸酐共聚物进行改性，以增大苯乙烯-马来酸酐共聚物与溶剂的相容性从而增强分散效果：申请号为CN201710524237.3的中国专利公开了一种用烷基酚聚氧乙烯醚改性的苯乙烯-马来酸酐共聚物，该共聚物用于高胶质沥青质稠油降粘剂。美国专利US6406143一种喷墨印刷方法中公开了一种用于喷墨墨水的分散剂，该分散剂是用含胺类的化合物对苯乙烯-马来酸酐改性。

然而，大部分苯乙烯-马来酸酐共聚物由于锚固能力不足和空间位阻差，难以维持高浓度颜料之间的空间位阻而容易发生二次絮凝，导致色浆稳定差，制备高性能苯乙烯-马来酸酐结构的颜料分散剂，是精细化工领域的一项重要工作。

发明内容

为了克服目前苯乙烯-马来酸酐分散剂锚固能力不足及空间位阻差的缺点，本发明提供了一种含苯乙烯-马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂及其制备方法，由该制备方法制备得到分散剂为接枝改性的嵌段共聚物。

本发明的技术方案是：

本发明公开了一种含有苯乙烯-马来酸酐结构并接枝改性的水性颜料分散剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：

S1：嵌段共聚物溶液的制备：将苯乙烯、苯乙烯衍生物、马来酸酐、丙烯酸衍生物四种单体和溶剂配成混合溶液并置于反应器中，在惰性气体保护且温度控制在70～100℃的条件下，将引发剂、链转移剂和溶剂组成的混合物缓慢滴加至反应器中，优选的滴加时间为2～4小时，滴加结束后继续反应1～3h，得到嵌段共聚物溶液；

S2：接枝改性嵌段共聚物的制备：在步骤S1得到的嵌段共聚物溶液中加入接枝改性剂和催化剂进行接枝反应，反应温度为70～100℃，反应时间为2～6h，反应结束后除去溶剂并冷却至室温，得到接枝改性嵌段共聚物。

其进一步的技术方案是：