一种以聚酯为溶剂化链的炭黑超分散剂

发布时间：2020-06-09 01:25

【摘要】：聚酯/醇酸树脂是涂料生产过程中最重要的一类高分子型成膜物质,色素炭黑则是涂料产品中提供色相最理想的颜料之一,但如何实现色素炭黑在聚酯/醇酸涂料中的有效分散,始终是一项悬而未决的难题;而这也成为了制约这类涂料向更高品质迈进的技术瓶颈。解决这一问题的关键,就是设计并开发一种能够与聚酯/醇酸树脂体系无限兼容的炭黑超分散剂。本课题设计了一类以聚酯为溶剂化链的超分散剂,分别合成出端羟基聚(邻苯二甲酰-乙二醇)酯(PAEG)、端羟基聚(己二酰-邻苯二甲酰-己二醇)酯(PAHP)、端羟基聚(己二酰-丁烯二酰-己二醇)酯(PAHM)三种聚酯型溶剂化链;溶剂化链的分子量用凝胶渗透色谱法进行测定。端羟基聚酯经甲苯二异氰酸酯(TDI)进行化学改性,并与有机胺反应生成超分散剂的锚固基团,进而获得不同结构的超分散剂,超分散剂结构通过红外光谱进行表征,确定了其反应程度。制备后的超分散剂与色素炭黑一起加入到聚酯/醇酸树脂涂料配方中进行系统的分散性能评价。具体的研究内容与结果如下:(1)溶剂化链的最佳合成条件为:氮气保护下,聚合温度为180~190oC,催化剂选择钛酸四丁酯,用量为0.15%(占原料总质量比),反应时间为14~15 hrs;在此条件下所合成的溶剂化链PAEG、PAHP、PAHM的分子量在1 000~4 000范围内,达到高分子齐聚物的分子量等级,并且分子量分布较窄(分布指数介于1.1~1.3之间)。(2)超分散剂对涂料细度和黏度的影响,分别遵循GB/T 1724—1979、黏度计测试方法进行检测。结果表明:选择合适的溶剂化链分子量和锚固基团,涂料细度均可降低到15μm,涂料黏度可分别下降到1.82~2.52 Pa·s。(3)超分散剂对涂膜色相、光泽的影响遵循GB/T 11186.2—1989、GB/T 9754—2007测试方法进行评价。结果表明:针对PAEG系列超分散剂,当选择N,N-二甲基乙醇胺作为锚固基团时,漆膜的黑度(L~*=24.43)和色相(a~*=-0.43、b~*=0.08)与国外同类产品B 163对应漆膜色相(L~*=24.02、a~*=-0.44、b~*=0.06)基本一致,而漆膜的光泽度(77.4)也与B 163对应漆膜光泽度(光泽度为80.3)接近;针对PAHP系列超分散剂,当选择多乙烯多胺为锚固基团时,漆膜的黑度(L~*=23.75)、色相(a~*=-0.27、b~*=0.05)与S 325对应漆膜指标(L~*=23.63、a~*=-0.24、b~*=0.06)基本相同,同时可以将漆膜的光泽度提升到81的高光标准(S 325对应的漆膜光泽度为81.5);针对PAHM系列超分散剂,当选择多乙烯多胺为锚固基团时,漆膜的黑度和色相(L~*=24.21、a~*=-0.33、b~*=0.13)都可以达到S 325的标准,同时漆膜的光泽度为76。(4)50oC平行贮存实验发现,随着贮存时间的延长,超分散剂的各项分散性能指标都出现不同程度的下降,但仍然能够达到国外同类产品B 163(或S 325)的标准。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ630.495

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本文编号：2703961