CN107746202B - 一种环保型多功能不饱和树脂分散剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述分散剂的制备原料至少包含:巯基烷基酸、烯烃酸、维生素C、双氧水、烯丙基聚氧乙烯醚、表面活性剂、水。本发明提供的所述树脂分散剂可以显著增强填充料在树脂体系中的分散,利用偶联剂的桥联作用,可以提高人造大理石的抗冲击和抗氧化性能,也更耐油、耐水,特别能大幅度提高复合材料的湿态性能;且本发明提供的所述分散剂可以节省不饱和树脂用量。
Description
技术领域
本发明涉及一种分散剂,具体涉及一种环保型多功能饱和树脂分散剂及其制备工艺。
技术背景
随着国家城市化进程的加快和大规模基础设施的发展,混凝土和水泥作为人工构筑物重要材料的使用量日益增加。为了实现节约型社会建设和满足不断出现的一些大型、特大型工程的施工、强度等需求,对商品混凝土提出了更高的要求。为了保持混凝土良好的工作性能,满足各种工程的需要,需要在新拌混凝土中添加分散。以及在一些不饱和树脂、环氧树脂的复合材料中,需要一些分散剂以保证填充料在基材中的分散,
但是现有的分散剂的加入会引起一些质量缺陷等问题,例如材料的坍落,泌水离析,这导致工程无法施工,不仅浪费了人力、物力,还给工程施工和混凝土工程质量控制带来很多不便。
针对上述问题,本发明提供一种环保型多功能饱和树脂分散剂,可以解决上述问题,满足实际工作的需要。
发明内容
本发明提供一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述分散剂的制备原料至少包含:巯基烷基酸、烯烃酸、维生素C、双氧水、烯丙基聚氧乙烯醚、表面活性剂、水。
作为本发明的一种实施方式,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
作为本发明的一种实施方式,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
作为本发明的一种实施方式,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸、巯基丙酸、二巯基丁二酸、 4-巯基异戊酸中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸和/或二巯基丁二酸。
作为本发明的一种实施方式,所述烯烃酸选自丙烯酸、丁烯酸、4-戊烯酸中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式,所述烯烃酸选自丙烯酸和/或丁烯酸。
作为本发明的一种实施方式,所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂。
作为本发明的一种实施方式,所述分散剂的制备原料还包含:超支化丙烯酸酯。
作为本发明的一种实施方式,所述超支化丙烯酸酯的制备原料包含:季戊四醇二丙烯酸酯和癸烷-1,10-二异氰酸酯。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/ 或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明提供一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述分散剂的制备原料至少包含:巯基烷基酸、烯烃酸、维生素C、双氧水、烯丙基聚氧乙烯醚、表面活性剂、水。
巯基烷基酸
巯基又称氢硫基或硫醇基。是由一个硫原子和一个氢原子相连组成的负一价原子团。巯基是硫醇(R—SH)、硫酚(Ph—SH)、硫代羧酸(硫羟羧酸,或俗称硫赶羧酸)分子中的官能团。
烷基酸是指含有羧基集团的烷烃链。
本发明中所述巯基烷基酸是指烷烃上含有巯基和羧基的化学物质。
作为本发明的一种实施方式,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸、巯基丙酸、二巯基丁二酸、 4-巯基异戊酸中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸和/或二巯基丁二酸。
作为本发明的一种优选方式,所述巯基烷基酸为巯基乙酸和二巯基丁二酸的混合物。
作为本发明的一种实施方式,所述巯基乙酸和二巯基丁二酸的摩尔比为3:1。
烯烃酸
烯烃是指含有C=C键(碳-碳双键)(烯键)的碳氢化合物。属于不饱和烃,分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键中有一根属于能量较高的π键,不稳定,易断裂,所以会发生加成反应。
本发明中烯烃酸是指烯烃链上含有羧基的化学物质。
作为本发明的一种实施方式,所述烯烃酸选自丙烯酸、丁烯酸、4-戊烯酸中的一种或多种。
作为本发明的一种实施方式,所述烯烃酸选自丙烯酸和/或丁烯酸。
作为本发明的一种优选方式,所述烯烃酸为丙烯酸。
维生素C
维生素C,又称为L-抗坏血酸,为酸性己糖衍生物,是烯醇式己糖酸内酯。
Vc有两种异构体,分别为L型和D型。作为本发明的一种实施方式,所述维生素C为L型。
维生素C具备还原性,同时在常规的化学反应中,可用做反应模板。
双氧水
过氧化氢(化学式:H2O2),纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混溶,是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气,但分解速度极其慢,其具备氧化性。
双氧水在紫外光的照射下反应生成氧化还原性能较强的超氧自由基和羟基自由基。
作为本发明的一种实施方式,所述双氧水为质量分数为27.5%的双氧水。
烯丙基聚氧乙烯醚
烯丙基聚氧乙烯醚,其化学式为CH2=CHCH2O(CH2CH2O)nH,是一种聚醚。其为白色片状固体。
作为本发明的一种实施方式,所述烯丙基聚氧乙烯醚的型号为TPEG-2400,品牌是巴斯夫。
表面活性剂
表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
作为本发明的一种实施方式,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂,是指在水中解离后,生成亲水性阴离子。阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类。
作为本发明的一种实施方式,所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
超支化丙烯酸酯
超支化聚合物与线性聚合物在结构上也有很大的差别。线性聚合物中线性部分占大多数,支化点很少,分子链容易缠结,体系的粘度随着相对分子质量的增大而迅速增加。而超支化聚合物中主要是支化部分,支化点较多。分子具有类似球形的紧凑结构,流体力学回转半径小,分子链缠结少,所以相对分子质量的增加对粘度影响较小,而且分子中带有许多官能性端基,对其进行修饰可以改善其在各类溶剂中的溶解性,或得到功能材料。
作为本发明的一种实施方式,所述分散剂的制备原料还包含:0.01-5份的超支化丙烯酸酯。
作为本发明的一种实施方式,所述超支化丙烯酸酯的制备原料包含:季戊四醇二丙烯酸酯和癸烷-1,10-二异氰酸酯。
本发明中,所述超支化丙烯酸酯的制备方法如下:
(1)将癸烷-1,10-二异氰酸酯和季戊四醇二丙烯酸酯分别溶解于氯仿中,分别得到癸烷 -1,10-二异氰酸酯溶液和季戊四醇二丙烯酸酯溶液,控制其质量浓度为10~30%。
(2)在30~100℃、保护气氛下,边搅拌,将癸烷-1,10-二异氰酸酯溶液加到季戊四醇二丙烯酸酯溶液中,其中癸烷-1,10-二异氰酸酯的异氰酸基和季戊四醇二丙烯酸酯的羟基的摩尔比为9:8-3:1;癸烷-1,10-二异氰酸酯加入完成后,反应体系保温反应10-30h;然后向反应体系中加入保护剂,在30-100℃下继续反应5-10h;
(3)反应结束后,减压蒸馏出溶剂后,将所得物质经四氢呋喃溶解,在甲醇中沉降和过滤后,将其在50-140℃的真空干燥10-24h,得到超支化丙烯酸酯。
本发明的第二方面提供所述环保型多功能饱和树脂分散剂的制备方法:
将烯丙基聚氧乙烯醚和水按照重量份比各为1份搅拌共混30分钟后,加入0.03重量份的双氧水继续搅拌15分钟;在5小时内先后将0.36重量份的烯烃酸和0.4重量份的巯基烷基酸水溶液滴入到上述混合液,再加入0.25重量份的水和剩余物质继续搅拌30分钟后,在搅拌下紫外光照射30s后即可制备得到所述不饱和树脂分散剂。
机理解释:本发明提供的所述树脂分散剂可以显著增强填充料在树脂体系中的分散,利用偶联剂的桥联作用,可以提高人造大理石的抗冲击和抗氧化性能,也更耐油、耐水,特别能大幅度提高复合材料的湿态性能;且本发明提供的所述分散剂可以节省不饱和树脂用量。其可能的原因,是因为超支化丙烯酸酯的加入,可以提供很多反应节点,其在紫外光下可以和巯基烷基酸发生交联反应,从而可以提高填充料的分散性能。
实施方式:本实施方式提供一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述分散剂的制备原料至少包含:巯基烷基酸、烯烃酸、维生素C、双氧水、烯丙基聚氧乙烯醚、表面活性剂、水。
实施方式2.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施方式3.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施方式4.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸、巯基丙酸、二巯基丁二酸、4-巯基异戊酸中的一种或多种。
实施方式5.如实施方式4所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述巯基烷基酸选自巯基乙酸和/或二巯基丁二酸。
实施方式6.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述烯烃酸选自丙烯酸、丁烯酸、4-戊烯酸中的一种或多种。
实施方式7.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述烯烃酸选自丙烯酸和/或丁烯酸。
实施方式8.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂。
实施方式9.如实施方式1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述分散剂的制备原料还包含:超支化丙烯酸酯。
实施方式10.如实施方式9所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,所述超支化丙烯酸酯的制备原料包含:季戊四醇二丙烯酸酯和癸烷-1,10-二异氰酸酯。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。
实施例1:本实施例提供一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,其特征在于,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
所述巯基烷基酸为巯基乙酸和二巯基丁二酸的混合物,所述巯基乙酸和二巯基丁二酸的摩尔比为3:1。
所述烯烃酸为丙烯酸。
所述烯丙基聚氧乙烯醚的型号为TPEG-2400,品牌是巴斯夫。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
所述超支化丙烯酸酯的制备方法如下:
(1)将癸烷-1,10-二异氰酸酯和季戊四醇二丙烯酸酯分别溶解于氯仿中,分别得到癸烷 -1,10-二异氰酸酯溶液和季戊四醇二丙烯酸酯溶液,控制其质量浓度为10~30%。
(2)在50℃、保护气氛下,边搅拌,将癸烷-1,10-二异氰酸酯溶液加到季戊四醇二丙烯酸酯溶液中,其中癸烷-1,10-二异氰酸酯的异氰酸基和季戊四醇二丙烯酸酯的羟基的摩尔比为3:1;癸烷-1,10-二异氰酸酯加入完成后,反应体系保温反应20h;然后向反应体系中加入保护剂,在60℃下继续反应6h;
(3)反应结束后,减压蒸馏出溶剂后,将所得物质经四氢呋喃溶解,在甲醇中沉降和过滤后,将其在70℃的真空干燥16h,得到超支化丙烯酸酯。
实施例2:与实施例1的区别在于,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施例3:与实施例1的区别在于,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施例4:与实施例1的区别在于,所述巯基烷基酸为巯基乙酸。
实施例5:与实施例1的区别在于,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施例6:与实施例1的区别在于,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施例7:与实施例1的区别在于,所述分散剂的制备原料至少包含:
实施例8:与实施例1的区别在于,所述巯基乙酸和二巯基丁二酸的摩尔比为1:1。
性能测试
所述的混凝土实验以普通C50混凝土进行实验,1m3配合比为:水泥424kg、二级粉煤灰72kg、机砂686kg(含泥量为8%)、石子1119kg、水148.8kg、分散剂剂按照折固参量1.0%进行,本实验采用拉法基P.042.5,实验结果见表1。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (4)
1.一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,其特征在于,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:
巯基烷基酸0.1-5份,烯烃酸0.1-1份,维生素C0.1-3份,双氧水0.01-2.5份,烯丙基聚氧乙烯醚0.1-2份,表面活性剂30-50份,水0.1-2份,所述巯基烷基酸为巯基乙酸和二巯基丁二酸的混合物,所述巯基乙酸和二巯基丁二酸的摩尔比为3:1,所述分散剂的制备原料还包含:0.01-5份的超支化丙烯酸酯,所述超支化丙烯酸酯的制备原料包含:季戊四醇二丙烯酸酯和癸烷-1,10-二异氰酸酯,其中癸烷-1,10-二异氰酸酯的异氰酸基和季戊四醇二丙烯酸酯的羟基的摩尔比为3:1,所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂。
2.如权利要求1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,其特征在于,按重量份计,所述分散剂的制备原料至少包含:巯基烷基酸0.1-5份,烯烃酸0.1-0.5份,维生素C0.1-3份,双氧水0.01-1份,烯丙基聚氧乙烯醚0.1-2份,表面活性剂30-50份,水0.1-2份。
3.如权利要求1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,其特征在于,所述烯烃酸选自丙烯酸、丁烯酸、4-戊烯酸中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种环保型多功能不饱和树脂分散剂,其特征在于,所述烯烃酸选自丙烯酸和/或丁烯酸。
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GR01 | Patent grant | ||
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