CN114591646B - 一种水性涂料用润湿分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：质量分数36‑56％的改性高分子分散剂和质量分数为0.8‑1.5％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。所述改性高分子分散剂由带有氨基的不饱和分子单体和带有磺酸基钠的不饱和分子单体之间发生共聚反应所合成，本发明通过将两个材料进行复配使用，达到改善水性涂料分散性的效果，加入涂料之后，还可以提高涂料的抗拉伸性能，本申请中，改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺之间并不是简单地物理融合，而是彼此正向协同作用，相互促进，方可得到性能优异的组合型水性涂料用分散剂。
Description
技术领域
本发明涉及分散剂领域。更具体地说，本发明涉及一种水性涂料用润湿分散剂及其制备方法。
背景技术
由于水性涂料的优越性十分突出，近年来，水性涂料在涂料领域的应用日益扩大，已经替代了不少惯用的溶剂型涂料。随着各国对挥发性有机物及有毒物质的限制越来越严格，以及树脂、配方的优化和适用助剂的开发，可以预计，水性涂料在金属防锈涂料、家庭装饰涂料、建筑涂料的市场份额将不断提高，逐步占领溶剂型涂料的市场。在水性涂料中，乳胶涂料占绝对优势，此外，水分散体涂料在木器、金属涂料领域的技术、市场发展很快。水性涂料代表着低污染涂料发展的主要方向。
在水性涂料的制备或者使用过程中需要用到助剂，其可改进涂料生产工艺，提高涂料产品质量，改善涂料施工条件。打个形象的比喻，助剂在防水涂料中的作用，就相当于维生素和微量元素对人体的作用一样，用量很少，作用很大，不可或缺。比如分散剂，其可以使颜料和填料颗粒充分地被润湿而保持分散稳定。然而，现有市场上生产的许多分散剂，分散效果不明显。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，一方面，本发明的一优选实施方案提供了一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数36-56％的改性高分子分散剂和质量分数为0.8-1.5％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述改性高分子分散剂由带有氨基的不饱和分子单体和带有磺酸基钠的不饱和分子单体之间发生共聚反应所合成，所述改性高分子分散剂的结构式如下所示：
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述改性高分子分散剂由带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体之间发生共聚反应所合成，且该聚氧乙烯醚分子单体的端基还带有不饱和双键，所述不饱和羧酸单体的端基还带有不饱和双键。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体至于反应釜中，加热至融化，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入引发剂，60-70℃进行共聚反应6-8h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7±0.2，得到目标产物所述改性高分子分散剂。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述改性高分子分散剂的分子量为6万-8万。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述引发剂为K2S2O8、(NH4)2S2O8、Na2S2O8中的任意一种。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体、带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为(1-1.8)：1。
根据本发明的一优选实施方案，所述的水性涂料用润湿分散剂，所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
另一方面，本发明的另一优选实施方案提供一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将上述质量比的改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺、水搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的分散剂是一种组合分散剂，通过将两个材料进行复配使用，达到改善水性涂料分散性的效果，加入涂料之后，还可以提高涂料的抗拉伸性能，本申请中，改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺之间并不是简单地物理融合，而是彼此正向协同作用，相互促进，方可得到性能优异的组合型水性涂料用分散剂。
本发明中改性高分子分散剂的主链由由带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体之间共聚得到，其中，连接于主链的侧链上还有羧酸基团，也具有聚氧乙烯醚长链分子，羧酸基团可吸附于水泥颗粒表面，实现粘黏，两个改性高分子分散剂分子的长链基团之间会相互起到空间位阻作用，避免二者近距离接触，从而聚沉，也就是从而起到了很好的分散效果，而且本申请中的聚氧乙烯醚分子单体，其具有较好自由的摆动度，使得相邻两个改性高分子改性剂分子之间的长链基团之间可以更方便的缠绕具有更好的连接性，而且还在合成过程，引入了磺酸基，磺酸基朝向溶液，在水泥颗粒表面提供电负性，同极相斥，也有助于提供分散性，引入氨基，其与涂料基体之间存在较强的氢键作用，提高了分散剂和涂料之间的粘黏性，保证了分散剂的稳定性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
实施例1
一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数36％的改性高分子分散剂和质量分数为0.8％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。
一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将质量分数36％的改性高分子分散剂和质量分数为0.8％的脂肪酰二乙醇胺、其余的水，搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。
其中，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体至于反应釜中，加热至融化，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入Na2S2O8引发剂，60℃进行共聚反应6h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7，得到目标产物所述改性高分子分散剂,所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为1.2：1。所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
实施例2
一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数45％的改性高分子分散剂和质量分数为1.2％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。
一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将质量分数45％的改性高分子分散剂和质量分数为1.2％的脂肪酰二乙醇胺、其余的水，搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。
其中，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体至于反应釜中，加热至融化，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入Na2S2O8引发剂，60℃进行共聚反应6h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7，得到目标产物所述改性高分子分散剂,所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为1.2：1。所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
实施例3
一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数56％的改性高分子分散剂和质量分数为1.5％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。
一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将质量分数56％的改性高分子分散剂和质量分数为1.5％的脂肪酰二乙醇胺、其余的水，搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。
其中，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体至于反应釜中，加热至融化，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入Na2S2O8引发剂，60-70℃进行共聚反应6-8h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7±0.2，得到目标产物所述改性高分子分散剂,所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为(1-1.8)：1。所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
对比例1
一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数45％的改性高分子分散剂，其余为水。
一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将质量分数45％的改性高分子分散剂、其余的水，搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。所述改性高分子分散剂的分子量为6万-8万。
其中，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体至于反应釜中，加热至融化，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入Na2S2O8引发剂，60℃进行共聚反应6h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7，得到目标产物所述改性高分子分散剂,所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为1.2：1。所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
对比例2
一种水性涂料用润湿分散剂，包括以下成分：
质量分数为1.2％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水。
一种水性涂料用润湿分散剂的制备方法，包括以下步骤：
将质量分数为1.2％的脂肪酰二乙醇胺、其余为水，搅拌混合，即可得所述水洗涂料用润湿分散剂。
试验1、分散性测试
采用实施例1-3和对比例1-2制备的分散剂以及颜料、水、苯丙树脂乳液按照9:30:50:10的质量比加入搅拌设备中，于600-800r/min转速进行高速搅拌，搅拌30min之后，放置于透明密封容器内，静置，观察底部是否有沉本降物或者是否存在分层情况。其中，空白对照组为同样用量的颜料和水、苯丙树脂乳液，但是不添加分散剂，测试结果如表1所示。
表1分散性测试结果
由上述数据说明，跟对比例1和对比例2相比，实施例1、实施例2和实施例3采用本申请制备得到的分散剂对于水性涂料的的分散效果更好，其中，我们可以看到，不只是常温下的分散效果，还有低温下的分散效果以及酸碱环境下的分散效果，都是实施例1-3更加，这说明，
试验2、拉伸试验
采用实施例1-3和对比例1-2制备的分散剂以及颜料、水、苯丙树脂乳液按照9:30:50:10的质量比加入搅拌设备中，于600-800r/min转速进行高速搅拌，搅拌30min，得到相对应的水性涂料，实施例1-3相应的水性涂料，对比例1-2相应的水性涂料。
按GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》对实施例1-3和对比例1-2制备得到的防水涂料进行粘粘性能和抗剪切强度测试，
按照《GB/T 23445-2009》的拉伸性能测试方法对实施例1-3和对比例1-2制备得到的防水涂料进行拉伸性能测试，测试结果如表2所示。
表2拉伸能力测试结果
| 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | 17.2 | 152 |
| 实施例2 | 16.8 | 155 |
| 实施例3 | 17.8 | 148 |
| 对比例1 | 13.1 | 118 |
| 对比例2 | 11.3 | 101 |
由上表数据可知，相较于对比例1和对比例2的单独采用单组分的分散剂，实施例1-3采用双组份的复配分散剂，其对整个水性涂料的拉伸强度和断裂伸长度都有了较大的提升，这都源于改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺之间并不是简单地物理融合，而是彼此正向协同作用，相互促进，二者共同对涂料起到了某种促进作用。
试验3绝缘试验
电击穿试验：启动电压击穿测定仪器测试，电压从0伏一直上升至击穿涂层为止，击穿涂层时的电压记录为击穿电压。
按照涂膜附着力测试中所述的方法制备测试样品，按照GB/T 1981.2-2009中的第6部分有关绝缘漆固化后的试验方法中的相关规定，测试得到各样品的体积电阻率(*104.Ω.cm)。
表3绝缘测试结果
由上表数据可知，相较于对比例1和对比例2的单独采用单组分的分散剂，实施例1-3采用双组份的复配分散剂，其对整个水性涂料的绝缘性有了较大的提升，具体体现在击穿强度和体积电阻率上，这都源于改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺之间并不是简单地物理融合，而是彼此正向协同作用，相互促进，二者共同对涂料起到了某种促进作用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (9)
1.一种水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，包括以下成分：
质量分数36-56％的改性高分子分散剂和质量分数为0.8-1.5％的脂肪酰二乙醇胺，其余为水；
所述改性高分子分散剂由带有氨基的不饱和分子单体和带有磺酸基钠的不饱和分子单体之间发生共聚反应所合成，所述改性高分子分散剂的结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述改性高分子分散剂由带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体之间发生共聚反应所合成，且该聚氧乙烯醚分子单体的端基还带有不饱和双键，所述带有磺酸基钠的羧酸单体的端基还带有不饱和双键。
3.根据权利要求2所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述改性高分子分散剂的制备过程如下：
将带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体溶于水，得到带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体溶液，将其至于反应釜中，再向其中加入事先备好的带有磺酸基钠的羧酸单体的水溶液，且同步投入引发剂，60-70℃进行共聚反应6-8h，滴加酸碱调节剂，直至溶液pH为7±0.2，得到目标产物所述改性高分子分散剂。
4.根据权利要求1所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述改性高分子分散剂的分子量为6万-8万。
5.根据权利要求3所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述引发剂为K2S2O8、(NH4)2S2O8、Na2S2O8中的任意一种。
6.根据权利要求3所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述引发剂的投入量为带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体和带有磺酸基钠的羧酸单体的总质量的3％。
7.根据权利要求3所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，带有氨基的聚氧乙烯醚分子单体、带有磺酸基钠的羧酸单体的摩尔比为(1-1.8)：1。
8.根据权利要求3所述的水性涂料用润湿分散剂，其特征在于，所述酸碱调节剂为氢氧化钠。
9.一种如权利要求1-8任一所述的水性涂料用润湿分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将上述质量分数的改性高分子分散剂和脂肪酰二乙醇胺、水搅拌混合，即可得所述水性 涂料用润湿分散剂。
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| GR01 | Patent grant | ||
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