[发明专利]聚合物分散剂及其制备方法、炭黑分散体的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种聚合物分散剂及其制备方法、炭黑分散体的制备方法、炭黑分散体的应用，所述聚合物分散剂具有聚合物长链以及至少连接在聚合物长链两端的锚定基团。本发明的技术效果在于，提供一种聚合物分散剂及其制备方法、炭黑分散体的制备方法及其应用，由聚合物单体Bis‑GMA与DMAEMA通过C＝C双键发生自由基聚合反应，得到主体为聚合物长链，具有两端含有季胺基团的结构的聚合物分散剂，季胺基团属于碱性基团与炭黑表面‑COOH发生酸碱反应，形成炭黑分散体。所述炭黑分散体的聚合物长链属于甲基丙烯酸酯，所述甲基丙烯酸酯与光刻胶具有较好的相容性。

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种聚合物分散剂及其制备方法、炭黑分散体的制备方法及其应用。

背景技术

炭黑(Carbon black，CB)是一种轻、松、极细的黑色粉末，表面积非常大；具有优良的着色、导电、抗静电以及紫外吸收的功能；因此炭黑常作为橡胶、轮胎等工业填充剂，涂料、油墨、化纤、皮革的着色剂，以及抗静电剂、紫外光屏蔽剂来使用。全球生产的炭黑有90％作为橡胶炭黑，10％用于颜料炭黑使用。作为一种无机颜料，它具有最稳定的性质：如良好的耐热性、化学稳定性以及耐光性。因CB具有上述优异的性能，在液晶显示设备中也有重要应用，如在LCD中形成的黑色矩阵图案，作用是遮光、提升产品对比度；它的化学成分为黑色感光性树脂(通常称为黑色光刻胶，BM)，其中炭黑是BM体系中色浆的关键组成部分，起着遮光，着色作用。但在实际应用过程中，常因为CB分散不佳导致CB团聚，在形成BMpattern时形貌不佳，直线性不好，膜面不均等问题，影响产品特性。为了得到性能优良的BM树脂，通常需要制备分散效果良好的色浆，这一过程需要对炭黑进行分散处理。

目前，分散剂是颜料分散过程必不可少的一种助剂。除了小分子的表面活性剂，高分子活性剂也常常用作颜料的分散树脂。常用的聚合物分散剂作用原理是通过锚定基团吸附在CB表面，然后通过聚合物长链实现空间位阻效应。换而言之，这些高分子化合物一端紧密键合于颜料表面，另一端长长的溶剂化链扩展到介质中，以造成一定厚度的立体屏障，当颜料粒子由于布朗运动相互接近到一定间距时，溶剂化链受到挤压和交迭，产生空间位阻作用使之不再继续靠近，从而保持了粒子的稳定性。传统聚合物分散剂设计的聚合物长链在处理CB后存在链段过长交织不清的现象，导致分散效果较差。

发明内容

本发明的技术目的在于，提供一种聚合物分散剂及其制备方法、炭黑分散体的制备方法及其应用，以解决现有技术存在的传统聚合物分散剂设计的聚合物长链在处理CB后存在链段过长交织不清的现象，导致分散效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种聚合物分散剂，其具有聚合物长链以及至少连接在聚合物长链两端的锚定基团。

进一步地，所述聚合物长链的聚合单体为双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯；其化学结构式为：

。

进一步地，所述锚定基团为季胺基团；所述聚合物长链的分子量为2000～5000。

为实现上述目的，本发明还提供一种制备方法，用以制备前文所述的聚合物分散剂，包括以下步骤：提供聚合物单体以及具有锚定基团的化合物；在氮气氛围下，所述聚合物单体与具有锚定基团的化合物加热至130-135℃，搅拌反应30-120min，生成聚合物分散剂。

进一步地，所述聚合物单体为双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述具有锚定基团的化合物为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。

进一步地，所述聚合物单体与具有所述锚定基团的化合物通过C＝C双键发生自由基聚合反应得到主体为聚合物长链，两端为含有季胺基团的结构的所述聚合物分散剂。

为实现上述目的，本发明还提供一种炭黑分散体的制备方法，包括如下步骤：提供炭黑以及前文所述的分散剂；对所述炭黑进行酸化处理，以使所述炭黑的表面附有羧基基团；所述分散剂与附有羧基基团的所述炭黑混合并进行球磨处理形成炭黑分散体。