一种涂料防浮色用丙烯酸酯超分散剂及其制备方法与流程

本发明属于超分散剂领域，具体涉及一种涂料防浮色用丙烯酸酯超分散剂及其制备方法。

背景技术：

1、在彩色涂料生产、储存和施工过程中经常会遇到涂料表面出现浮色发花问题，浮色问题的出现会造成漆膜表面出现色差等弊病。而目前解决浮色问题的方法主要从采用机械搅拌的方式或从市面上寻找合适的树脂、色浆以及助剂等方法来进行解决。

2、采用再次机械搅拌的方式可能会给施工带来不便且机械搅拌会产生泡沫从而影响到漆膜性能；采用从市面上寻找合适树脂、色浆以及助剂的方式费时费力且要寻找到合适的原料较为困难；显然现有解决浮色问题的技术方案只是从应用角度进行的经验性尝试技术，未能从根本上有效解决彩色涂料在生产、储存以及施工过程中的浮色发花问题。

3、另外，中国专利cn110713770a公开了一种抗浮色涂料及其制备方法，包括以下组分及重量份含量的原料：丙烯酸树脂60-80份、溶剂8-10份、颜料粉2-30份、助剂5-10份。该发明通过使用特殊改性的润湿分散剂，与颜料粉之间形成特殊的相互作用，还通过有机改性气相二氧化硅调整触变性，在保证满足涂料使用要求的基础上确保不发生浮色。其中所述润湿分散剂为高分子量多元羧酸，分子量1000-5000，如德谦9250高分子量羧酸润湿分散剂；或为端基官能团化的超分散剂，分子量在10000-100000之间，如路博润32500等。其中与颜料粉之间形成特殊的相互作用主要指的是分散剂中的羧基与颜料粒子表面极性基团可产生氢键，结合力更强。该专利中采用的分散剂结构中主要靠羧基与颜料粒子的氢键作用来增强结合力，当然对于无机颜料粒子如钛白粉、氧化铁等表面携带羟基能够产生氢键作用，然而对于有机颜料如偶氮、酞青或炭黑粒子表面未携带羟基不能够产生氢键作用，因此对于同时含有无机有机颜料的彩色涂料来说，该发明所选用的分散剂抗浮色功效有限。

4、中国专利cn106893460a公开了一种抗浮色中涂漆，包括以下重量份的组分：第一丙烯酸树脂4-20份，第一聚酯树脂4-20份，第一氨基树脂5-20份，第一助剂0.1-2份，第一溶剂5-20份，主色浆72.1-182份。该发明通过润湿和分散助剂对中涂里的钛白粉进行增进润湿分散，增加研磨效率，使其与其他色浆进行充分的混溶，从而解决了浮色问题。该专利所选用的润湿分散剂只是强调增强了对于钛白粉的润湿分散作用，且所用的颜料粒子体系仅包括钛白粉、炭黑、硫酸钡，而对于与其他有机色彩颜料粒子的浮色作用并未涉及到。因此对于含有有机颜料的彩色涂料来说，该发明所选用的分散剂抗浮色功效有限。

5、中国专利cn115403992a公开了一种抗浮黑的灰色中涂漆，包括如下重量份的组分：线型饱和聚酯树脂10-20份；支链型饱和聚酯树脂10-20份；甲醚化氨基树脂3-10份；丁醚化氨基树脂3-10份；氧化聚乙烯蜡0.1-1份；颜填料22.1-59份；溶剂7-35份；色浆0.01-1份；流平剂0.1-0.5份；分散剂；其中，所述分散剂中包含：0.1-1份高分子分散剂和0.1-1份低分子量分散剂。所述高分子分散剂为溶剂型高分子分散剂，其数均分子量优选在8000以上；所述低分子量分散剂的数均分子量小于5000，且为不饱和多元胺酰胺和低分子量酸性聚酯盐溶液的分散剂。该发明通过选用含氮原子的分散剂来增强与炭黑表面的结合力，从而解决了浮黑问题，然而对于含有彩色涂料粒子的浮色问题并未涉及到。因此对于含有有机颜料的彩色涂料来说，该发明所选用的分散剂抗浮色功效有限。

6、故基于此，提出本发明的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的为针对彩色涂料储存过程中的浮色发花问题从分子结构设计角度合成一种防浮色用丙烯酸酯超分散剂，为解决彩色涂料的浮色发花问题提供新的有效方案。本发明认为，彩色涂料出现浮色发花问题的根本原因在于选用的分散剂与颜料粒子的锚固作用力不强或者颜料粒子间形成的空间位阻力不够导致粒子间团聚所致，为此，从有机合成分子结构设计角度来合成一种特殊结构分散剂以解决浮色问题。

2、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种涂料防浮色用丙烯酸酯超分散剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

3、(i)合成第一功能单体

4、将聚乙二醇单甲醚、第一阻聚剂、第一催化剂、带水剂进行混合，然后加热升温并加入羧基单体，待反应完成后得到所述第一功能单体；

5、(ii)合成第二功能单体

6、将甲基丙烯酸甲酯、n,n-二甲基乙醇胺、第二阻聚剂、第二催化剂、带甲醇剂进行混合，然后加热升温并反应，得到所述第二功能单体；

7、(iii)合成丙烯酸酯超分散剂

8、(iii-1)将羧基单体、苯环单体、所述第一功能单体、所述第二功能单体、引发剂、链转移剂和溶剂混合搅拌均匀，得到单体混合液；

9、(iii-2)另取溶剂，并向该溶剂中加入所述单体混合液升温进行反应，然后依次进行减压蒸馏工艺与碱中和工艺，最后降温出料，得到所述涂料防浮色用丙烯酸酯超分散剂。

10、优选地，步骤(i)中：

11、所述第一阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚；

12、和/或，所述第一催化剂为对甲苯磺酸；

13、和/或，所述带水剂为甲苯。

14、优选地，步骤(i)和步骤(iii-1)中，所述羧基单体包括甲基丙烯酸或丙烯酸。

15、优选地，步骤(ii)中：

16、所述第二阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚；

17、和/或，所述第二催化剂为氢氧化锂；

18、和/或，所述带甲醇剂为环己烷。

19、优选地，步骤(iii-1)中：

20、所述苯环单体为苯乙烯或甲基苯乙烯；

21、和/或，所述引发剂为偶氮二异丁腈；

22、和/或，所述链转移剂为正十二烷基硫醇或巯基乙醇；

23、和/或，所述溶剂为乙酸乙酯。

24、优选地，步骤(i)中，加热升温至110～120℃。

25、优选地，步骤(ii)中，加热升温至80～85℃。

26、优选地，步骤(iii-2)中，升温至75～80℃进行反应。

27、基于相同的技术构思，本发明的再一方案是提供一种上述制备方法得到的彩色涂料防浮色用丙烯酸酯超分散剂。

28、为便于理解本发明，对本发明的技术思路进行解释说明：

29、考虑到彩色涂料中含有的颜料粒子包括无机颜料、有机颜料以及炭黑颜料。无机颜料表面通常易携带羟基，其分散剂通常含有可与羟基官能团产生亲和作用的酸性官能团，如羧基、羟基等；有机颜料多含芳香环或杂环结构，其分散剂设计中引入芳香环官能团，如苯环等，以产生对其的亲和作用；炭黑颜料表面氧化程度高、呈酸性，与含氮官能团亲和力好，分散剂中常引入胺基或亚胺基等。综合以上分析，发明人考虑设计制备一种同时含有羧基、苯环以及胺基等特殊结构的抗浮色用丙烯酸酯超分散剂。而分散剂的结构可分为两部分：锚固基团(a段)和溶剂化链(b段)。锚固基团(a段)常见的有-r2、-nr3+、-cooh、-coo-、-so3h、-so3-、多元醇及聚醚等。它们通过离子键、共价键、氢键以及范德华力等相互作用，紧紧地吸附在固体微粒表面，防止超分散剂脱附。溶剂化链(b段)常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃以及聚丙烯酸酯等聚合物链，在颗粒表面形成一吸附层，通过空间位阻作用对微粒的分散起稳定作用。

30、本发明的有益效果为：

31、本发明所述的丙烯酸酯超分散剂，分子结构中针对无机颜料、有机颜料以及炭黑颜料提供了多个锚固基团，使得分散剂与彩色涂料中的颜料粒子都能够较好地结合，同时也提供了聚醚与聚丙烯酸酯溶剂链段，使得粒子之间保持稳定性，从而有效解决了彩色涂料中存在的浮色问题。与现有技术中的采用几种不同类型分散剂搭配相比，本发明的优势在于抗浮效果非常好、操作简便且适用范围较广。