[发明专利]一种聚醚胺改性多胺嵌段高分子分散剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚醚胺多胺嵌段高分子分散剂及其制备方法和应用，该分散剂的结构式为：其中，x＝2～3，y＝2～4，polyther为环氧乙烷和/或环氧丙烷的嵌段聚醚；R为酸酐开环后带羧基基团的结构；本发明的分散剂可高效分散无极超细粉体且分散效果优异；本发明提供的分散剂的制备方法，简单高效，反应条件温和，反应物利用率可达100％，而且溶剂用量少，易除去，符合绿色化学要求，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及分散剂技术领域，具体涉及一种聚醚胺改性多胺嵌段高分子分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

在涂料、油墨、复合材料等化工产品生产领域，涂料与油墨制造过程中的颜填料分散是指在机械力的作用下，颜填料的二次团粒经过润湿、粉碎、分散在展色剂中，得到一个分散悬浮体。其中，颜填料的尺寸对最终制品的光泽度、色相、丰满度、表面张力等有重要影响，以当前行业发展需求而言，无机超细粉体(又称纳米粉体)作为颜填料具有显著的优势。无机超细粉体，比如纳米二氧化钛、透明氧化铁、纳米铝银浆等，具有极高的比表面积和极地粒径，与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理、化学性质，但粒径过小不可避免导致在涂料等体系中易团聚，而使用高效分散剂防止其聚集沉降的有效手段。

按化学结构分类，分散剂可分为阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、高分子分散剂等类型，其中众多研究表明高分子分散剂可以克服传统分散剂的分散效果差的局限，对分散过程中的润湿、稳定等方面有相当大的作用，较大改善，已成为新一代的高效分散剂。高分子分散剂通过与超细粉体间的锚固力和位阻障碍作用来维持颜料粒子在介质中的性能颜调料的应用性能，其中锚固力有锚固基团部分提供，包括静电力、氢键作用、共轭作用、范德华力等，位阻障碍有溶剂化链部分提供，包括静电斥力、空间位阻作用等。常用的锚固基团包括羧基、胺、酰胺、酯基、磺酸基、羟基等，溶剂化链根据分散体系的溶剂不同而不同，如聚醚、丙烯酸酯等。

对于无机超细粉体的分散剂，由于要求其具有坚固稳定的锚固作用和高效溶剂化链的分散效果，现有工作报道采用多乙烯多胺等富含氮基团为锚固段、以聚醚等改性共聚体系为溶剂化链段的结构，但如果将二者有效化学键合为高分子分散剂，并调节其分子链构型为最佳的嵌段方式是关键，但相关的合成制备方法和研究不多，机理也不成熟。

因此，研制用于涂料、油墨和复合材料等领域的将无机超细粉体分散的高效分散剂具有重要现实意义。

发明内容

基于此，本发明的目的之一在于提供一种可用于高效分散无机超细粉体的聚醚胺改性多胺嵌段高分子分散剂，该分散剂具有多胺和羧基的锚固结构及聚醚等共聚物的溶剂化链，对无机超细粉体具有优异的分散效果

基于上述目的，本发明的技术方案如下：

一种聚醚胺改性多胺嵌段高分子分散剂，其结构式如下：

其中，x＝2～3，y＝2～4；polyther为环氧乙烷和/或环氧丙烷的嵌段聚醚；R为不同酸酐开环之后的带羧基基团部分，根据具体的所选酸酐而不同。

本发明的目的之二在于提供上述的用于高效分散无机超细粉体聚醚胺改性多胺嵌段高分子散剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将端羟基丙烯酸酯溶于溶剂中，加入第一催化剂和聚醚胺，并控制聚醚胺的伯胺基与所述端羟基丙烯酸酯摩尔比为1：1，保温进行胺-烯加成反应，得到第一产物；

S2、带双键的酸酐单体和第二催化剂加入所述第一产物中，并控制带双键的酸酐单体与第一产物的摩尔比为1：1，保温进行酸酐开环反应，得到第二产物；

S3、将多乙烯多胺和第三催化剂加入所述第二产物中，并控制所述多乙烯多胺与第二产物摩尔比为1：1，保温进行胺-烯加成反应；反应结束后，减压去除溶剂后，再加入水，得到所述改性聚醚胺改性酸酐共聚物。