一種超支化聚酯的制備方法及其在涂料中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料分散劑的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種超支化聚醋的制備方法及其在 涂料中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 超支化聚合物（Hyperbranchedpolymer,皿P)是一類新興的高分子材料，具有S 維立體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)較規(guī)整、相對分子質(zhì)量分布很窄的特點(diǎn)。皿P具有類似球形的緊湊結(jié) 構(gòu)，分子鏈纏結(jié)少，因而粘度隨相對分子質(zhì)量的增加變化較小，而且由于分子中帶有許多官 能端基，對粘度、溶解性、熱穩(wěn)定性、玻璃化溫度及相對分子質(zhì)量分布等性質(zhì)有很大影響。超 支化聚合物具有類樹型的結(jié)構(gòu)(樹狀結(jié)構(gòu))，由于其類似于樹枝狀聚合物，在物理性能上也 具備著與樹枝狀聚合物相似的優(yōu)點(diǎn)；然而，其合成和純化的成本卻相對于樹枝狀聚合物低。 超支化聚合物具有良好的溶解性，較低的烙體粘度，并且相對于線性聚合物表面官能團(tuán)密 度極高；由于上述特征使皿P在共混應(yīng)用中具有很好的吸引力，它的特殊結(jié)構(gòu)使得其在提 高共混物的物理性質(zhì)上具有很大的潛力，如加工性、結(jié)晶行為、機(jī)械性能等。
[0003] 涂料生產(chǎn)中，顏料分散是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，分散劑能夠促使生產(chǎn)工藝獲得均一穩(wěn)定 的涂料。顏料分散劑是能效實(shí)現(xiàn)顏料粒子在研磨過程中分散均勻，能夠使涂料穩(wěn)定放置的 有效助劑。用于顏料分散的助劑，一般是表面活性劑。分散劑通常含有錯(cuò)固基團(tuán)和溶劑化 鏈。錯(cuò)固基團(tuán)和顏料相互作用，吸附在顏料表面。分散劑中溶劑化鏈為顏料提供穩(wěn)定性，溶 劑化鏈的穩(wěn)定作用主要源自于自身產(chǎn)生電荷斥力或空間位阻，從而防止顏料產(chǎn)生絮凝，使 得涂料中分散體系處于穩(wěn)定狀態(tài)。
[0004] 常用的顏料分散劑可分為離子型和非離子型。離子型又可分為陽離子型、陰離子 型和兩性。此外，涂料中常用的顏料分散劑也有合成高分子類、多價(jià)簇酸類、偶聯(lián)劑類等。在 涂料中使用顏料分散劑，可增加涂膜的光澤，改善流平性，提高涂料的著色和遮蓋力，防止 浮色、沉降，提高生產(chǎn)效率和涂料的膽存穩(wěn)定性。顏料分散劑在紡織工業(yè)的印染中也有較廣 泛的應(yīng)用。
[0005] 在涂料制作工藝中，顏料在研磨剪切力下W微小的顆粒均勻分散于漆料中。顏料 通常是W凝聚體、聚集體等形態(tài)存在，由于其表面極性低，很難被潤濕或分散。尤其是當(dāng)顏 料微粒為為納米尺寸時(shí)，顏料比表面積和表面能急劇增大，自動(dòng)凝聚的傾向增加，導(dǎo)致顏料 很難被分散成納米級顆粒。在涂料領(lǐng)域，顏料分散始終是個(gè)難題。目前，高分子類分散劑 一般用量大，進(jìn)而導(dǎo)致涂料的成本高；而且，高分子分散劑仍然存在分散效果不夠好，均一 穩(wěn)定性及抗稀釋性差，分散具有單一性，卻不能廣泛用于不同顏料；由于無法與多種樹脂互 混，運(yùn)樣就存在施工后耐候性及耐老化性不理想的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種超支化聚醋的制備方法及其在涂料中的應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中 涂料分散劑用量大、成本高和穩(wěn)定性差的問題。
[0007] 本發(fā)明的一種超支化聚醋的制備方法，其主要是通過W下技術(shù)方案加W運(yùn)樣實(shí)現(xiàn) 的：包括W下步驟： 1) 在多元醇化合物中，加入多徑基簇基化合物，并添加催化劑，多徑基簇基化合物與多 元醇化合物的摩爾質(zhì)量之比為3-16:1，催化劑的添加量為多元醇化合物和多徑基簇基化合 物總質(zhì)量的0. 2-8〇/〇 ; 2) 在惰性氣體保護(hù)下，升溫至120-180°C，反應(yīng)2-化；然后，在減壓條件下，繼續(xù)進(jìn)行反 應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)的酸值小于30mgKOH/g，反應(yīng)結(jié)束，得第一代端徑基超支化聚醋，端官能團(tuán)數(shù)為 6-32 個(gè)； 3) 在第一代端徑基超支化聚醋中，繼續(xù)添加多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基簇基 化合物的添加量為多元醇化合物摩爾質(zhì)量的6-32倍，催化劑的添加量為多元醇化合物和 多徑基簇基化合物總質(zhì)量的0. 2-8%，重復(fù)上述反應(yīng)，得第二代端徑基超支化聚醋，端官能團(tuán) 數(shù)為12-64個(gè)； 4) 在第二代端徑基超支化聚醋中，繼續(xù)加入多徑基簇基化合物和催化劑，多徑基簇基 化合物的添加量為多元醇化合物摩爾質(zhì)量的12-64倍，催化劑的添加量為多元醇化合物和 多徑基簇基化合物總質(zhì)量的0. 2-8%，重復(fù)上述反應(yīng)，得第S代端徑基超支化聚醋，端官能團(tuán) 數(shù)為24-128個(gè)； 5似此類推，得到第N代端徑基超支化聚醋，N為自然數(shù)，官能團(tuán)數(shù)為3X2^-16X2^個(gè)； 6)取第N代端徑基超支化聚醋，添加脂肪酸和催化劑，脂肪酸的摩爾質(zhì)量為第N代端徑 基超支化聚醋端基官能團(tuán)總摩爾數(shù)的10-100%，催化劑的質(zhì)量為多元醇化合物和多徑基簇 基化合物總質(zhì)量的0. 2%-8%，重復(fù)上述反應(yīng)，得第N代脂肪酸改性的超支化聚醋。
[0008] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟6)中，脂肪酸為含有3-30個(gè)碳原子的脂肪 酸，所述脂肪酸改性的超支化聚醋的改性比例為10-100%;所述步驟2)中，反應(yīng)的溫度為 160°C，減壓條件是絕對真空度為-0.IMPa至-0. 07MPa。
[0009] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述多元醇化合物為多元醇或多元醇的衍生物，所述 多元醇為季戊四醇、=徑甲基丙烷、丙=醇、雙季戊四醇中的一種或幾種；所述多徑基簇基 化合物為多元簇酸、多徑基簇酸、多徑基酸酢中的一種或幾種；所述脂肪酸為辛酸、壬酸、葵 酸、油酸、亞油酸、大豆油、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸中的一種或幾種；所述催化劑為 對甲苯橫酸、鐵酸下醋、二月桂酸二下基錫、辛酸亞錫中的一種或幾種。
[0010] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述脂肪酸改性的超支化聚醋為端徑基脂肪族超支化 聚醋，其改性比例為40%，分解溫度為290°C;所述脂肪酸為含有5-20個(gè)碳原子的脂肪酸。 運(yùn)里改性比例是ni/nzX100%，ni為改性后超支化聚醋的脂肪酸基官能團(tuán)的摩爾數(shù)，n2改性 前超支化聚醋的端官能團(tuán)（即徑基）的摩爾數(shù)。
[0011] 本發(fā)明的一種超支化聚醋的在涂料中的應(yīng)用，其主要是通過W下技術(shù)方案加W運(yùn) 樣實(shí)現(xiàn)的：將所述脂肪酸改性的超支化聚醋添加到色粉中，在樹脂和溶劑的作用下，分散， 得色漿，將所得色漿用于制備涂料。
[0012] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述脂肪酸改性的超支化聚醋與色粉的質(zhì)量比為 2.5-50:100。
[0013] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述色粉為炭黑粉、偶氮粉、哇叮晚酬粉、獻(xiàn)菁粉、化咯 并化咯粉、鐵白粉中的一種，所述樹脂為醇酸樹脂，所述溶劑為二甲苯。
[0014] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述脂肪酸改性的超支化聚醋、樹脂、色粉和溶劑，在 室溫下，于砂磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合，混合時(shí)間為2-化，混合速度為8000r/min。
[0015] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述脂肪酸改性的超支化聚醋為第一代脂肪酸改性的 超支化聚醋、第二代脂肪酸改性的超支化聚醋、第=代脂肪酸改性的超支化聚醋、第四代脂 肪酸改性的超支化聚醋、第五代脂肪酸改性的超支化聚醋中的一種或幾種。
[0016] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述脂肪酸改性的超支化聚醋與色粉的質(zhì)量比為 10-20:IOOo
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的脂肪酸改性的超支化聚醋與涂料主體樹脂具有良好 的相容性，在長鏈飽和脂肪酸或者不飽和脂肪酸改性作用下，兼具了疏水官能團(tuán)和親水官 能團(tuán)兩大官能團(tuán)，其主體燒控鏈或締控基鏈主要通過空間位阻效應(yīng)和靜電斥力作用對顏料 進(jìn)行分散，能夠充分吸附顏料粒子，降低體系的黏度，降低顏料粒徑，防止色漿出現(xiàn)絮凝、返 粗，縮短分散時(shí)間，并能夠使分散后的色漿保持長期穩(wěn)定性，有效改善浮色發(fā)花等弊病。該 脂肪酸改性的超支化聚醋應(yīng)用范圍廣，具有通用性，可W用于工業(yè)化生產(chǎn)，克服了產(chǎn)品放大 過程中的溫度、投料比、工藝條件等參數(shù)的控制難點(diǎn)，成本低，工業(yè)化推廣容易；其在涂料中 的應(yīng)用時(shí)添加量少，能夠節(jié)約成本；相容性適度寬，能應(yīng)用于多種樹脂體系；改性后的涂料 性能得到顯著性的提高，涂覆效果好。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[001引實(shí)施例一 在裝有機(jī)械攬拌、溫度計(jì)和回流冷凝器的1噸反應(yīng)蓋中，加入二徑甲基丙酸482Kg和季 戊四醇122Kg，加入3Kg辛酸亞錫催化劑，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱至160°C，反應(yīng)化；