含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202210034207.5 | 申请日 | 2022-01-13 |
| 公开(公告)号 | CN114350023B | 公开(公告)日 | 2023-09-22 |
| 申请人 | 青岛赛诺新材料有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 陈建红; 王永智; 焦京广; 焦翠广; 陈婷婷; 李伟; 李国英; | 第一发明人 | 陈建红 |
| 权利人 | 青岛赛诺新材料有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 青岛赛诺新材料有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：山东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：山东省青岛市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：山东省青岛市城阳区火炬路88号招商网谷火炬园15号楼 | 邮编 | 当前专利权人邮编：266000 |
| 主IPC国际分类 | C08K5/20 | 所有IPC国际分类 | C08K5/20 ; C08K5/09 ; C08K5/098 ; C08L23/06 ; C08L23/12 ; C08K3/04 ; C08J3/22 ; C08J5/18 |
| 专利引用数量 | 5 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 青岛海辰新创知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 袁晓玲; |
| 摘要 | 本 发明 属于分散剂技术领域，为克服EBS分散剂存在的挥发份含量高、酸度高，EBS复合分散剂分散效果不理想的问题，提供一种含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法。包括如下步骤：将非极性蜡和 硬脂酸 升温至完全 熔化 并混合均匀；将乙二胺滴加到硬脂酸和非极性蜡的混合物中，滴加完成后，继续反应得到EBS混合产物A；取 氧 化镁和/或 氧化 钙 倒入混合产物A中，并充分搅拌并混合均匀，得产物B；反应结束后，趁热将产物B经过滤网过滤后，缓慢倾倒于不锈 钢 盘里，冷却后结晶、 粉碎 或 破碎 后，得到终端产物。本发明合成的复合分散剂的酸值和挥发度有效降低，热 稳定性 明显提高， 热分解 温度 明显提高，具有良好的分散性和润滑性。 | ||
| 权利要求 | 1.一种含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法技术领域[0001] 本发明属于分散剂技术领域，具体涉及含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法。 背景技术[0003] 超分散剂的分子结构分为两部分：其中一部分为锚固基团，常见的有一R2N、一R3N+、一COOH、一COO‑、一SO3H、一SO2‑、一PO42‑.多元胺、多元醇及聚醚等，它们可通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在固体颗粒表面，防止超分散剂脱附；另一部分为溶剂化链，常见的有聚烯烃、聚酯、聚醚及聚丙烯酸酯等，按极性大小可分为三种：低极性聚烯烃链；中等极性的聚酯链或聚丙烯酸酯链等；强极性的聚醚链。在极性匹配的分散介质中，溶剂化链与分散介质具有良好的相容性，在分散介质中采取比较伸展的构象，在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。 [0004] 锚固机理： [0006] ②对弱极性表面的有机颗粒，如有机颜料和部分无机颜料，一般是用多个锚固基团的超分散剂，这些锚固基团可以通过偶极力在颗粒表面形成“多点锚固”。 [0007] ③对完全非极性或极性很低的有机颜料及部分炭黑，因不具备可供超分散剂锚固的活性基团，故不管使用何种超分散剂，分散效果均不明显。此时需使用表面增效剂，这是一种带有极性基团的颜料衍生物，其分子结构及物理化学性质与分散颜料非常相似，它能通过分子间范德华力紧紧地吸附于有机颜料表面，同时通过其分子结构的极性基团为超分散剂锚固基团的吸附提供化学位，通过这种“协同作用”，超分散剂就能对有机颜料产生非常有效的润湿和稳定作用。 [0008] 溶剂化机理：超分散剂的另一部分为溶剂化聚合链，聚合链的长短是影响超分散剂分散性能的一个重要因素。聚合链长度过短时，立体上效应不明显，不能产生足够的空间位阻；如果过长，将对介质亲和力过高，不仅会导致超分散剂从粒子表面解吸，而且还会引起在粒子表面过长的链发生反折叠现象，从而压缩了立体障碍的位阻或者造成与相邻分子的缠结，最终发生粒子的再聚集或絮凝。 [0009] EBS作为一种既具有双长碳链的非极性结构，又具有酰胺极性基团结构的高分子，在产品应用中，表现出良好的分散和内外润滑性能。通常在EBS产品应用时，发现其挥发份含量相对较高，也导致了在成型加工时，容易产生气孔、热稳定性差等现象，影响产品的加工性能、制品力学性能和外观。在EBS产品应用时，还常常会遇到容易水解问题，水解后会导致产品发黄，产品性能的下降。 [0010] 复合分散剂是一种新型的粉体表面活性剂和加工改性剂，由多种高分子材料，通过先进的工艺和设备缩合反应而成。关于乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)的复合分散剂报道非常少。申请号为201210237021.6的中国发明专利公开了一种含有N,N’‑乙撑双硬脂酸酰胺环保复合润滑剂的合成方法，复合润滑剂的组成EBS：聚乙烯蜡：聚丙烯蜡：硬脂酸钙：硬脂酸锌：季戊四醇硬脂酸酯为2：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0～1.0)：(0～1.0)，在EBS中加入较大比例的非极性的润滑剂，必然使得本产品品的极性相对降低，导致分散性能大幅下降，主要表现出润滑性能。因此，有必要研究一种分散性和润滑性俱佳的EBS复合分散剂。 发明内容[0011] 本发明的目的在于克服EBS分散剂存在的挥发份含量高、酸度高，EBS复合分散剂分散效果不理想的问题，提供一种含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法。 [0012] 本发明是通过以下技术方案实现的： [0013] 一种含有EBS的低挥发度、低酸值复合分散剂的合成方法，包括如下步骤： [0015] (2)将乙二胺滴加到硬脂酸和非极性蜡的混合物中，反应温度范围为90～200℃；乙二胺和硬脂酸的摩尔比为(0.7～1):2；滴加过程为0.6～5小时；滴加完成后，继续反应 1.5～4小时，得到EBS混合产物A； [0016] (3)以步骤(1)使用的硬脂酸为参照，按照硬脂酸：氧化镁：氧化钙为(5～90)：(0～10)：(0～10)的质量比取氧化镁和/或氧化钙倒入混合产物A中，并充分搅拌并混合均匀，得产物B； [0018] 进一步的，所述步骤(1)非极性蜡和硬脂酸升温至90℃熔化，混合时间至少为0.6小时。 [0019] 进一步的，所述步骤(1)非极性蜡和硬脂酸的质量比为：(0～12)：(5～60)，更进一步的为1：(8‑11)。 [0020] 进一步的，所述步骤(3)与氧化镁和/或氧化钙同时加入混合产物A中的还有非极性蜡。 [0021] 进一步的，所述步骤(3)非极性蜡为聚乙烯蜡和/或聚丙烯蜡。 [0022] 进一步的，所述步骤(3)非极性蜡的用量与步骤(1)硬脂酸的用量之比为质量比(0～12)：(5～90)。 [0023] 进一步的，所述步骤(3)混合时间至少为0.6小时。 [0024] 进一步的，所述步骤(2)和步骤(3)在常压、氮气保护下进行。 [0025] 本发明具有如下有益效果： [0026] (1)本方法工艺简单,操作简便,反应条件温和,原料与产品均无毒,并且在产物分离过程中不需要有毒溶剂,环境友好。 [0027] (2)本发明合成的复合分散剂的酸值有效降低，有利于改善产品的耐黄变性能，提升产品的品质，也有利于延长加工设备的使用寿命。 [0028] (3)本发明合成的复合分散剂的挥发度处于较低水平。 [0030] (5)通过在反应体系中添加非极性蜡，能有效解决颜料分散不均，色彩饱和度低、光亮度低和润滑性能差等问题，有效提高产品的外观色泽，同时对于提高制品的延展性、韧性，降本增效，以及增加树脂的流动性能具有协同效果；也有利于保持母料分散稳定性，防止产生析出现象，复合分散剂的发展潜力较大。 [0031] (6)本发明合成的复合分散剂，也可以在加工过程中降低聚合物高分子材料内部和外部加工机械的摩擦系数，是一种良好的内外润滑剂，适用于聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯树脂等热塑性、热固性塑料及橡胶的加工，与大多数高分子材料有良好的相容性；同时，该分散剂具备良好的高温润滑性和耐低温性。附图说明 [0032] 图1为实施例1合成的复合分散剂的红外谱图； [0033] 图2为实施例1合成的复合分散剂的产品实物图； [0034] 图3为应用例1中1#膜中炭黑的分散图片； [0035] 图4为应用例1中2#膜中炭黑的分散图片； [0036] 图5为应用例2中3#膜中炭黑的分散图片； [0037] 图6为应用例2中4#膜中炭黑的分散图片； [0038] 图7为应用例3中5#膜中炭黑的分散图片； [0039] 图8为应用例3中6#膜中炭黑的分散图片。 具体实施方式[0040] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。 [0041] 实施例1 [0042] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取氧化镁13克、氧化钙7克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0043] 实施例2 [0044] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡15克、氧化钙7克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0045] 实施例3 [0046] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡15克和氧化镁13克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟； 然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0047] 实施例4 [0048] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚丙烯蜡、氧化钙为15克和7克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0049] 实施例5 [0050] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚丙烯蜡、氧化镁为15克和13克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0051] 实施例6 [0052] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化镁、氧化钙为15克、15克、13克和7克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0053] 实施例7 [0054] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚乙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化镁、氧化钙为7.5克、7.5克、6.5克和3.5克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0055] 实施例8 [0056] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚丙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化镁为7.5克、7.5克和6.5克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0057] 实施例9 [0058] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚丙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化钙为7.5克、7.5克和和3.5克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0059] 实施例10 [0060] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚丙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚乙烯蜡、氧化镁、氧化钙为7.5克、6.5克和3.5克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0061] 实施例11 [0062] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚丙烯蜡0克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续1.4小时，滴加完成后，升温至200℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，分别依次取聚丙烯蜡、氧化镁、氧化钙为0克、6.5克和3.5克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0063] 实施例12 [0064] 称取硬脂酸85.2克(0.3mol)，以及聚丙烯蜡9克，全部加入到三口烧瓶中,升温至90℃,待所有原料全部熔化并混合均匀后，将乙二胺9.02克(0.15mol)通过滴液漏斗中,均匀滴加到烧瓶中，滴加持续0.7小时，滴加完成后，升温至210℃，并恒温1.5小时；恒温结束后，依次分别取聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化镁、氧化钙为7.5克、7.5克、3克和1克，加入到三口烧瓶中，均匀混合不少于30分钟；然后将产物经过滤后倒入不锈钢盘中，自然冷却后，破碎即得微黄色固体产物。 [0065] 应用例1 [0066] 将上述的复合分散剂应用于高分子的加工过程中，具有多功效作用，该分散剂具有热稳定性好、低挥发度、分散、增光、润滑、提高产品流动性和降低生产成本等效果，特别是应用于颜料分散、色母粒制造等方面，效果明显。 [0067] (1)母粒制备： [0068] 使用实例1中复合分散剂制成1#母粒，使用纯EBS样品(型号为220)制成2#母粒。 [0069] 表1母粒配方 [0070]LLDPE 炭黑 复合分散剂1# 纯EBS粉2# 800克 800克 200克 800克 800克 200克 [0071] (2)吹膜效果 [0072] 将LDPE与母粒按照100：2的质量比混合，进行吹膜实验。结果如图3和图4所示，使用1#母粒的膜炭黑分散较为均匀，团聚点面积较小，个数较少。使用2#母粒的膜，炭黑的分散较差，炭黑团聚点面积较大、较多。 [0073] 应用例2 [0074] (1)母粒制备： [0075] 使用实例3中复合分散剂制成3#母粒，使用常见的市售复合分散剂A制成4#母粒。所述复合分散剂A的组成为EBS:聚乙烯蜡：聚丙烯蜡：硬脂酸钙：硬脂酸锌：季戊四醇硬脂酸酯的质量比是2：1：1：1：1：1。 [0076] 表2母粒配方 [0077]LLDPE 炭黑 复合分散剂3# 市售复合分散剂4# 800克 800克 200克 800克 800克 200克 [0078] (2)吹膜效果 [0079] 将LDPE与母粒按照100：2的质量比混合，进行吹膜实验。结果如图5和图6所示，使用3#母粒的膜炭黑分散较为均匀，团聚点面积较小，个数较少。使用4#母粒的膜，炭黑的分散较差，炭黑团聚点面积较大、较多。 [0080] 应用例3 [0081] (1)母粒制备： [0082] 使用实例12中复合分散剂制成5#母粒，使用常见的市售复合分散剂B制成6#母粒。所述复合分散剂B的组成为EBS:聚乙烯蜡为质量比1:2。 [0083] 表3母粒配方 [0084] LLDPE 炭黑 复合分散剂5# 市售复合分散剂6#800克 800克 200克 800克 800克 200克 [0085] (2)吹膜效果 [0086] 将LDPE与母粒按照100：2的质量比混合，进行吹膜实验。结果如图7和图8所示，使用5#母粒的膜炭黑分散较为均匀，团聚点面积较小，个数较少。使用6#母粒的膜，炭黑的分散较差，炭黑团聚点面积较大、较多。 [0087] 分散剂指标 [0088] 实施例1‑12的复合分散剂的指标接近，以实施例3为例进行具体描述。 [0089] 表4典型指标测试及对比 [0090] |
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