涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于精细化工助剂领域，涉及涂料分散剂的制备，特别是涉及改性丙烯酸 酯的制备。
【背景技术】
[0002] 在涂料应用过程中，为了提高涂层的表面装饰效果、改善漆膜性能，往往需要添加 颜料。为了使粉状的颜料均匀稳定的分散在液体的涂料体系中，在涂料生产过程中需加入 分散剂与颜料共研磨，在外力的作用下，颜料粒子粒径逐步降低、比表面积增大，分散剂润 湿并吸附在颜料表面，并通过空间位阻、电荷作用稳定颜料粒子，从而制备出着色力突出、 稳定性良好的颜料色浆。可见，分散剂是制备涂料色浆的重要组成部分。
[0003] 现有技术的涂料分散剂按照作用原理分为受控絮凝型和解絮凝型。受控絮凝型分 散剂一般具有中低分子量，通过自身电荷的排斥作用，稳定颜料粒子，这种类型的分散剂制 备的颜料色浆，具备贮存稳定性好、抗浮色、发花能力好等性能，但降粘作用有限，不适合制 备高浓度色浆。解絮凝型分散剂一般具有中高分子量，通过空间位阻作用，稳定颜料粒子， 降粘作用突出，适合用于制备颜料色浆。但大部分解絮凝型分散剂受限于分子量和分子结 构，针对不同颜料粒子、不同极性体系需选择不同的分散剂，通用性不强。开发一种通用性 广的高分子解絮凝型分散剂是分散剂的重要方向。
【发明内容】
[0004] 基于此，针对现有技术，本发明要解决的技术问题是，提高解絮凝型分散剂的相容 性、通用性和良好的稳定性。
[0005] 本发明的目的在于提供一种工艺简单、安全、无副产物、易于制备，能适用不同极 性体系，贮存稳定性和抗浮色、发花性能良好的涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂 的制备方法。
[0006] 本发明所采取的技术方案是： 一种涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂的制备方法，包括如下步骤： 1) 多羟基丙烯酸酯制备 将占总质量分数50-150%的溶剂加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在80°C~ 160°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下，滴加摩尔比例为1: (0. 01~0. 1)的端 羟基丙烯酸单体和含极性基团的丙烯酸单体、占反应物总质量0. 5~5%的引发剂的混合 物，2~5h滴加完毕，保温1~5h，降温过滤，备用； 2) 合成单异氰酸酯的高分子聚氨酯 称取一定质量的异氰酸酯多聚体、与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（2~6) :1的 单羟基聚醚、与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（3~8) :1的单羟基聚酯、占总质量分数 (0. 05~0. 2) %的催化剂，及占总质量分数（30~150) %的溶剂加入到装有搅拌和冷凝装 置的四口烧瓶中，在50°C~120°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下，搅拌2h~ 5h，滴加与异氰酸酯多聚体摩尔比例为（1~3) : 1的单羟基叔胺，0. 5~lh滴加完毕，保温1h~5h，降温过滤，备用； 3)聚氨酯对丙烯酸酯改性 将摩尔比例为（10~50): 1的所述单异氰酸酯高分子聚氨酯与所述多羟基丙烯酸酯、 占总质量分数（〇. 05~0. 2) %的催化剂、占总质量分数（50~300) %的溶剂加入到装有搅 拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在50°C~120°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下， 搅拌1h~10h，降温过滤。
[0007]在其中一个实施例中，步骤1)中，所述多羟基丙烯酸酯，其结构式I所示：
R1表示具有锚固作用的极性基团，可以是叔胺、羧基中的一种或多种。
[0008] 在其中一个实施例中，步骤1)中，所述端羟基的丙烯酸单体是含有3-50个碳链 的端羟基的丙烯酸单体；所述含极性基团的丙烯酸酯单体是含有3-20个碳链的带有叔胺、 羧基的丙烯酸单体；所述端羟基的丙烯酸单体与所述含极性基团的丙烯酸单体摩尔比例为 1: (0. 01~0. 1);所述引发剂选自偶氮类、过氧化二酰类、氢化过氧化物类、有机过氧化物 类中的一种。
[0009] 在其中一个实施例中，步骤1)中，添加的溶剂为3~20个碳链的醚类、酯类、酮 类溶剂中的一种或多种，用量为总质量分数50~150% ;反应温度80~160°C，反应压力为 0. 01~IMpa，反应时间3~10h。
[0010] 在其中一个实施例中，步骤2)中，所述合成单异氰酸酯结构的高分子聚氨酯，结构 如式所示II:
其中Ml代表5-50个碳链的异氰酸酯多聚体，M2代表5~100个碳链的单羟基聚醚、 单羟基聚酯，R2代表3~20个碳链的单羟基叔胺. 在其中一个实施例中，步骤2)中，所述单羟基聚醚与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为 (2~6) : 1，所述单羟基聚酯与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（3~8) : 1，所述单羟基叔 胺与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（1-3) :1 ;所述催化剂为有机锡；溶剂为3~20个碳 链的醚类和酯类，用量为总质量的30~150%。
[0011] 在其中一个实施例中，步骤2)中，反应温度为50-120°C，反应压力为0.01-lMpa， 反应时间为1-10小时。
[0012] 在其中一个实施例中，步骤c)中，所述聚氨酯对丙烯酸酯改性的结构如式III所 示：
[0013] 在其中一个实施例中，步骤3)中，所述单异氰酸酯高分子聚氨酯与所述多羟基丙 烯酸酯的摩尔比例为（10~50) : 1，所述催化剂为有机锡，溶剂为2~20个碳链长度的苯 类、酯类。
[0014] 在其中一个实施例中，步骤3)中，反应温度为50°C~120°C，反应压力为0.01 Mpa~IMpa，反应时间为1~10小时。
[0015] 相对现有技术，本发明的有益效果为： (1)制备工艺简单，产物易得，无副产物产生。
[0016] (2)具有各种不同极性链段，具有广泛的相容性，适用于各种极性体系，不影响体 系相容性。
[0017] (3)具有多种颜料润湿基团，对各种颜料均具有良好的分散性能，有效提尚颜料着 色力。
[0018] (4)有效降低体系粘度，颜料色浆的贮存稳定性良好，抗浮色、发花性能优异。
[0019]
【具体实施方式】
[0020] 首先，说明本发明的所述涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂的制备方法。
[0021] 本申请的所述涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂的制备方法，包括如下步 骤： 1)多羟基丙烯酸酯制备 将占总质量分数50-150%的溶剂加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在80°C~ 160°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下，滴加摩尔比例为1: (0. 01~0. 1)的端 羟基丙烯酸单体和含极性基团的丙烯酸单体、占反应物总质量0. 5~5%的引发剂的混合 物，2~5h滴加完毕，保温1~5h，降温过滤，备用； 2) 合成单异氰酸酯的高分子聚氨酯 称取一定质量的异氰酸酯多聚体、与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（2~6) :1的 单羟基聚醚、与所述异氰酸酯多聚体摩尔比例为（3~8) :1的单羟基聚酯、占总质量分数 (0. 05~0. 2) %的催化剂，及占总质量分数（30~150) %的溶剂加入到装有搅拌和冷凝装 置的四口烧瓶中，在50°C~120°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下，搅拌2h~ 5h，滴加与异氰酸酯多聚体摩尔比例为（1~3) : 1的单羟基叔胺，0. 5~lh滴加完毕，保温1 h~5h，降温过滤，备用； 3) 聚氨酯对丙烯酸酯改性 将摩尔比例为（10~50): 1的所述单异氰酸酯高分子聚氨酯与所述多羟基丙烯酸酯、 占总质量分数（〇. 05~0. 2) %的催化剂、占总质量分数（50~300) %的溶剂加入到装有搅 拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在50°C~120°C温度、0.OIMPa~IMpa压力和通氮气保护下， 搅拌1h~10h，降温过滤。
[0022] 其次，说明根据本申请的所述涂料用聚氨酯改性丙烯酸酯高分子分散剂的制备方法的 实施例。
[0023] 单羟基聚酯实施例： 准确称取 1. 863g(0?Olmol)十二烷基醇、9. 196g(0? 08mol)e-己内酯、3. 941g(0. 04mol)S-戊内酯、〇. 〇2g二月桂酸二丁锡加入到装有回流和搅拌装置的四口烧瓶中， 通氮气保护情况下，140_180°C下，搅拌8-12h后，得到淡黄色粘稠状液体或膏体，产物固含 量95%以上，酸值5mgK0H/g以下。
[0024] 多羟基丙烯酸酯A实施例： 将35. 989g丙二醇甲醚醋酸酯溶剂加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在 135-145°C温度和通氮气保护下，滴加34. 417gSR495BNS、1.572g甲基丙烯酸二甲氨基乙 酯及1. 799g二叔丁基过氧化物的混合物，2-3h滴加完毕，保温l-2h，降温过滤，产物固体份 50% 〇
[0025] 多羟基丙烯酸酯B实施例： 将30. 355g丙二醇甲醚醋酸酯溶剂加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在 140-150°C温度和通氮气保护下，滴加20g丙二醇甲醚醋酸酯、48. 783gPLACCELFM3、1. 572g 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及2. 518g二叔戊基过氧化物的混合物，2-3h滴加完毕，保温 l-2h，降温过滤，产物固体份50%。
[0026] 单异氰酸酯聚氨酯C实施例： 称取1(^的〇68111〇(111沙111351、13.7148单羟基聚酯、9.1438]\0^6-1500、0.16438二月桂 酸二丁锡及13. 027g醋酸丁酯加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在70-80°C温度、 通氮气保护下，搅拌2-3h，滴加0. 1698gN，N-二甲基乙醇胺及10g醋酸丁酯，0. 5h左右滴加 完毕，保温l_2h，降温过滤，产物固体份50%，NC0%0. 15-0. 2%。
[0027] 单异氰酸酯聚氨酯D实施例： 称取l〇g的PolureneHR.B、13. 714g单羟基聚酯、9. 143gMPEG-1500、0. 1643g二月桂 酸二丁锡及13. 363g醋酸丁酯加入到装有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中，在70-80°C温度、 通氮气保