一種有機顏料超分散劑、其製備方法及其用途與流程
2023-07-30 06:21:16 3
本發明涉及一種超分散劑，尤其涉及一種有機顏料超分散劑。
本發明還涉及一種超分散劑的製備方法，尤其涉及一種有機顏料超分散劑的製備方法。
本發明涉及一種超分散劑的用途，尤其涉及一種有機顏料超分散劑的用途。
背景技術：
超分散劑的研究可以追溯到20世紀七八十年代，英國ici公司用「超分散劑」術語描述聚合物分散劑，以區別於經典表面活性劑。超分散劑在製備油墨及塗料過程中具有傳統分散劑無法比擬的優勢，是當今最引人矚目的助劑。
超分散劑分子中含有對顏料粒子表面具有親和力的錨式基團以及易於被分散介質相容的聚合物溶劑化鏈。在顏料粒子的研磨分散過程中，超分散劑通過其錨固基團緊緊吸附在顏料粒子表面，形成一種只有分散遞質才能出入的吸附層，使顏料粒子能被充分潤溼，同時，溶劑化鏈以比較伸展的構象在顏料粒子表面形成一定厚度的保護層。超分散劑的主要作用是：改進顏料粒子的易分散性，縮短研磨時間；降低分散體系的粘度；提高顏料著色力和飽和度；提高顏料分散體系在長期貯存過程中的分散穩定性。
中國發明專利申請說明書cn1346858a(納幕爾杜邦公司)報導了一種用於顏料的基於丙烯酸類接枝共聚物的聚合物分散劑，該聚合物具有約5000‐100000的重均分子量，並包含疏水的聚合物主鏈和附著於主鏈上的獨立的陰離子和非離子親水側鏈，酸基用無機鹼或胺中和。該分散劑可用於含水體系，特別是配製汽車和卡車的外用水基塗料。
中國發明專利申請說明書cn102459412a(愛克發印藝公司)公開了一種含草醯胺結構單元的聚合分散劑，其中草醯胺一端可接線性聚合部分、星型聚合部分、樹枝狀聚合部分、支化聚合部分和超支化聚合部分的第一聚合部分，草醯胺另一端可接聚酯、聚醚、聚醯胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或它們的共聚物的第二聚合部分。還公開了使用該聚合物分散劑製備非水性顏料分散體的方法。
中國發明專利申請說明書cn102421512a(威士伯採購公司)公開了一種乙烯基聚合物顏料分散劑其具有乙烯基加成聚合物骨架，一個或多個含有懸垂的(環狀)脲官能團的聚合物側鏈，側鏈中的官能團通過至少10個居間原子與聚合物骨架隔開。該分散劑可以與顏料顆粒、載劑和可選的表面活性劑組合，製成具有優異的顏料潤溼和分散性質的顏料粉歲分散體。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題為提供一種新的有機顏料超分散劑，能夠改善偶氮色澱類、聯苯胺類、色酚類、酞菁類及三芳甲烷類顏料在膠印體系的流變性能和分散性能，同時又不影響有機顏料的色光。
為解決上述技術問題，本發明採取的技術方案為：一種有機顏料超分散劑，所述超分散劑由式i‐v所示的聚醚胺衍生物組成：
式中，a為5‐30的整數，b為0‐10的整數，其中a>b。
本發明提供的有機顏料超分散劑，能夠改善偶氮色澱類、聯苯胺類、色酚類、酞菁類及三芳甲烷類顏料在膠印體系的流變性能和分散性能，同時又不影響有機顏料的色光。
本發明所要解決的技術問題為還提供一種新的有機顏料超分散劑的製備方法，該方法製備的有機顏料超分散劑，能夠改善偶氮色澱類、聯苯胺類、色酚類、酞菁類及三芳甲烷類顏料在膠印體系的流變性能和分散性能，同時又不影響有機顏料的色光。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為:一種製備所述有機顏料超分散劑的方法，包括以下步驟：
(1)michael加成反應：將乙二胺溶於甲醇中，加入丙烯酸甲酯，在室溫下反應24‐48小時，旋蒸除去溶劑和過量的丙烯酸甲酯，得到產物g0.5，見式vi。
其中，乙二胺:甲醇(質量比)＝1:5‐20；
乙二胺:丙烯酸甲酯(摩爾比)＝1:6‐10；
(2)醯胺化反應：將g0.5與聚醚化合物混合均勻，在50‐70℃油浴中邊抽真空邊反應，反應時間為20‐40小時，tlc監控反應情況，反應完成後即得到所述有機顏料超分散劑；
其中，所述聚醚化合物具有如下分子式：ch3‐[och2ch2]b‐[och2ch(ch3)]a‐nh2，式中a為5‐30的整數，b為0‐10的整數；
g0.5:聚醚化合物(摩爾比)＝1:3‐4。
作為上述技術方案的一種改進，其中：在所述步驟(1)中，乙二胺:丙烯酸甲酯(摩爾比)＝1:7‐9。
作為上述技術方案的一種改進，其中：在所述步驟(2)中，所述聚醚化合物的hlb值小於3。
本發明方法製造的有機顏料超分散劑，能夠改善偶氮色澱類、聯苯胺類、色酚類、酞菁類及三芳甲烷類顏料在膠印體系的流變性能和分散性能，同時又不影響有機顏料的色光。
本發明還提供所述超分散劑的用法：在顏料製備完成後加入所述超分散劑，用量為顏料重量的0‐5％，所述超分散劑添加的顏料用於膠印墨體系。
附圖說明
圖1為顏料pr57:1的易分散性的示意圖。
圖2為顏料py12的易分散性的示意圖。
圖3為顏料pb15:3的易分散性的示意圖。
圖4為顏料pr2的易分散性的示意圖。
圖5為顏料pv3的易分散性的示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例對本發明作進一步闡述，其目的在於更好理解本發明的內容，因此，所舉之例不限制本發明的內容。
實施例1：超分散劑b200d的製備
(1)michael加成反應
將3.0g乙二胺溶於40ml甲醇中，加入36g丙烯酸甲酯，在室溫下反應24h，旋蒸除去溶劑和過量的丙烯酸甲酯，得到產物g0.5，見式vi，產率98％。
1hnmr(400mcdcl3):δ(ppm)3.67(s,12h),2.79‐2.75(t,8h),2.50(s,4h),2.46‐2.42(t,8h)。
(2)醯胺化反應
將1當量g0.5與4當量亨斯邁b200混合均勻，在65℃油浴中邊抽真空邊反應，反應時間為40小時，tlc監控反應情況，反應完成後無需分離即得到超分散劑b200d。
其中亨斯邁b200，異丙氧基:乙氧基＝29:5，分子量為2000左右，hlb值為2.8，即式i‐v中，a＝29，b＝5。
凝膠滲透色譜(gpc)檢測：分子量分布從8500‐2000，主要集中在4500‐2500，說明樣品中含有式i‐iv所示的五種化合物，式iii和式iv所示的化合物含量較高。
實施例2：超分散劑b100d的製備
(1)michael加成反應
將3.0g乙二胺溶於30ml甲醇中，加入34.5g丙烯酸甲酯，在室溫下反應30h，旋蒸除去溶劑和過量的丙烯酸甲酯，得到產物g0.5，見式vi，產率99％。
1hnmr(400mcdcl3):δ(ppm)3.67(s,12h),2.79‐2.75(t,8h),2.50(s,4h),2.46‐2.42(t,8h)。
(2)醯胺化反應
將1當量g0.5與3當量亨斯邁b100混合均勻，在60℃油浴中邊抽真空邊反應，反應時間為32小時，tlc監控反應情況，反應完成後無需分離即得到超分散劑b100d。
其中亨斯邁b100，異丙氧基:乙氧基＝13:0，分子量為1000左右，hlb值<1.0，即式i‐v中，a＝13，b＝0。
凝膠滲透色譜(gpc)檢測：分子量分布從4500‐1000，只要集中在2500‐1300，說明樣品中含有式i‐v所示的五種化合物，式iii和式iv所示的化合物含量較高。
實施例3：超分散劑b60d的製備
(1)michael加成反應
將3.0g乙二胺溶於22ml甲醇中，加入32g丙烯酸甲酯，在室溫下反應25h，旋蒸除去溶劑和過量的丙烯酸甲酯，得到產物g0.5，見式vi，，產率98％。
1hnmr(400mcdcl3):δ(ppm)3.67(s,12h),2.79‐2.75(t,8h),2.50(s,4h),2.46‐2.42(t,8h)。
(2)醯胺化反應
將1當量g0.5與3.5當量亨斯邁b60混合均勻，在57℃油浴中邊抽真空邊反應，反應時間為29小時，tlc監控反應情況，反應完成後無需分離即得到超分散劑b60d。
其中亨斯邁b60，異丙氧基:乙氧基＝9:1，分子量為600左右，hlb值為2.0，即式i‐v中，a＝9，b＝1。
凝膠滲透色譜(gpc)檢測：分子量分布從2900‐600，主要集中在1800‐810，說明樣品中含有式i‐v所示的五種化合物，式iii和式iv所示的化合物含量較高。
實施例4：b200d對顏料紅57:1的效果測試
在顏料pr57:1(杭州信凱實業有限公司)製備完成後加入超分散劑b200d，用量分別為顏料重量的0、1％、2％、3％、4％、5％，混合均勻，得顏料樣品。
稱取上述顏料樣品0.500g(精確至0.001g)，再稱取調墨油2.000g(精確至0.001g)，把顏料和調墨油放在平磨儀的玻璃上，用調墨刀調成漿，加8.00kg砝碼，75轉研磨兩次，得色漿。測試易分散性時研磨2‐4次。
顏料色光測試：
取色漿刮樣，用測色儀測試。
顏料色力測試：
在玻璃板上稱取2.000g(精確至0.001g)白墨，再稱取0.200g(精確至0.001g)色漿，用調墨刀充分調勻，刮樣。樣卡用測色儀測試。
顏料流變性能測試：
保持溫度26℃，取1.1g色漿滴在流變儀的測試臺上，設置測試時間5分鐘，開始檢測。
上述所用平磨儀為廣西梧州市華池化工儀器廠pm240‐ii型，所用測色儀為datacolorsf‐450x，所用流變儀為physicamcr150，各項性能檢測結果見表1。添加本發明所述的分散劑b200d，對顏料pr57:1的色光沒有影響，能改善顏料在膠印墨體系的觸變和粘度，同時對顏料的易分散性也有所提高，見圖1。
表1顏料pr57:1的性能
實施例5：b200d對顏料黃12的效果測試
在顏料py12(杭州信凱實業有限公司)製備完成後加入超分散劑b200d，用量分別為顏料重量的0、1％、2％、3％、4％、5％，混合均勻，得顏料樣品。
稱取上述顏料樣品0.500g(精確至0.001g)，再稱取調墨油2.000g(精確至0.001g)，把顏料和調墨油放在平磨儀的玻璃上，用調墨刀調成漿，加8.00kg砝碼，75轉研磨兩次，得色漿。測試易分散性時研磨2‐4次。
顏料色光測試：
取色漿刮樣，用測色儀測試。
顏料色力測試：
在玻璃板上稱取2.000g(精確至0.001g)白墨，再稱取0.200g(精確至0.001g)色漿，用調墨刀充分調勻，刮樣。樣卡用測色儀測試。
顏料流變性能測試：
保持溫度26℃，取1.1g色漿滴在流變儀的測試臺上，設置測試時間5分鐘，開始檢測。
上述所用平磨儀為廣西梧州市華池化工儀器廠pm240‐ii型，所用測色儀為datacolorsf‐450x，所用流變儀為physicamcr150，各項性能檢測結果見表2。添加本發明所述的分散劑b200d，對顏料py12的色光沒有影響，能改善顏料在膠印墨體系的觸變和粘度，同時對顏料的易分散性也有所改善，見圖2。
表2顏料py12的性能
實施例6：b200d對顏料藍15:3的效果測試
在顏料pb15:3(杭州信凱實業有限公司)製備完成後加入超分散劑b200d，用量分別為顏料重量的0、1％、2％、3％、4％、5％，混合均勻，得顏料樣品。
稱取上述顏料樣品0.500g(精確至0.001g)，再稱取調墨油2.000g(精確至0.001g)，把顏料和調墨油放在平磨儀的玻璃上，用調墨刀調成漿，加8.00kg砝碼，75轉研磨兩次，得色漿。測試易分散性時研磨2‐4次。
顏料色光測試：
取色漿刮樣，用測色儀測試。
顏料色力測試：
在玻璃板上稱取2.000g(精確至0.001g)白墨，再稱取0.200g(精確至0.001g)色漿，用調墨刀充分調勻，刮樣。樣卡用測色儀測試。
顏料流變性能測試：
保持溫度26℃，取1.1g色漿滴在流變儀的測試臺上，設置測試時間5分鐘，開始檢測。
上述所用平磨儀為廣西梧州市華池化工儀器廠pm240‐ii型，所用測色儀為datacolorsf‐450x，所用流變儀為physicamcr150，各項性能檢測結果見表2。添加本發明所述的分散劑，對顏料pb15:3的色光沒有影響，能改善顏料在膠印墨體系的觸變和粘度，同時對顏料的易分散性也有所提高，見圖3。
表3顏料pb15:3的性能
實施例7：b100d對顏料紅2的效果測試
在顏料pr2(杭州信凱實業有限公司)製備完成後加入超分散劑b100d，用量分別為顏料重量的0、1％、2％、3％、4％、5％，混合均勻，得顏料樣品。
稱取上述顏料樣品0.500g(精確至0.001g)，再稱取調墨油2.000g(精確至0.001g)，把顏料和調墨油放在平磨儀的玻璃上，用調墨刀調成漿，加8.00kg砝碼，75轉研磨兩次，得色漿。測試易分散性時研磨2‐4次。
顏料色光測試：
取色漿刮樣，用測色儀測試。
顏料色力測試：
在玻璃板上稱取2.000g(精確至0.001g)白墨，再稱取0.200g(精確至0.001g)色漿，用調墨刀充分調勻，刮樣。樣卡用測色儀測試。
顏料流變性能測試：
保持溫度26℃，取1.1g色漿滴在流變儀的測試臺上，設置測試時間5分鐘，開始檢測。
上述所用平磨儀為廣西梧州市華池化工儀器廠pm240‐ii型，所用測色儀為datacolorsf‐450x，所用流變儀為physicamcr150，各項性能檢測結果見表2。添加本發明所述的分散劑，對顏料pr2的色光沒有影響，能改善顏料在膠印墨體系的觸變和粘度，同時對顏料的易分散性也有所提高，見圖4。
表4顏料pr2的性能
實施例8：b60d對顏料紫3的效果測試
在顏料pv3(杭州信凱實業有限公司)製備完成後加入超分散劑b60d，用量分別為顏料重量的0、1％、2％、3％、4％、5％，混合均勻，得顏料樣品。
稱取上述顏料樣品0.500g(精確至0.001g)，再稱取調墨油2.000g(精確至0.001g)，把顏料和調墨油放在平磨儀的玻璃上，用調墨刀調成漿，加8.00kg砝碼，75轉研磨兩次，得色漿。測試易分散性時研磨2‐5次。
顏料色光測試：
取色漿刮樣，用測色儀測試。
顏料色力測試：
在玻璃板上稱取2.000g(精確至0.001g)白墨，再稱取0.200g(精確至0.001g)色漿，用調墨刀充分調勻，刮樣。樣卡用測色儀測試。
顏料流變性能測試：
保持溫度26℃，取1.1g色漿滴在流變儀的測試臺上，設置測試時間5分鐘，開始檢測。
上述所用平磨儀為廣西梧州市華池化工儀器廠pm240‐ii型，所用測色儀為datacolorsf‐450x，所用流變儀為physicamcr150，各項性能檢測結果見表2。添加本發明所述的分散劑，對顏料pv3的色光沒有影響，能改善顏料在膠印墨體系的觸變和粘度，同時對顏料的易分散性也有所提高，見圖5。
表5顏料pv3的性能