水性聚氨酯超分散剂的合成及分散性能研究.docx

水性聚氨酯超分散剂的合成及分散性能研究
摘要：
本文研究了水性聚氨酯超分散剂的合成及其分散性能。首先，制备了一种聚醚型聚氨酯，并将其分散到水相中，制备出具有优异分散性能的水性聚氨酯超分散剂。接着，利用粒度分析、透射电镜等手段对超分散剂进行表征，并考察了不同实验参数对其分散性能的影响。结果表明，制备出的超分散剂粒径均匀，粒径分布窄，具有优异的分散性能，对某些颜料的分散效果优于传统聚合物分散剂。
关键词：水性聚氨酯，超分散剂，合成，分散性能
1.引言
水性聚氨酯超分散剂由于其具有良好的分散性能、打散性能和抗沉淀性能，被广泛应用于油墨、涂料、胶粘剂等领域。其优点主要体现在以下几个方面：
1）能够提供较高的表面活性，保证颜料在水相中的分散稳定性；
2）能够通过打散作用，使颜料的比表面积增大，进一步提高分散质量；
3）能够在颜料粒子表面形成稳定的电荷层，形成正电荷或负电荷层，防止颗粒之间的极性引力作用，从而提高包覆性和分散性。
2.实验部分
2.1材料
二甲基甲酰胺（DMF）、己二酸、乙二醇、聚乙二醇400、4,4'-二异氰酸酯双壳聚氨酯、甲苯二胺、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯、十二烷基苯磺酸钠。
2.2实验方法
实验步骤如下：
步骤1：制备聚醚型聚氨酯
将100g的己二酸、100g的乙二醇和3g聚乙二醇400加入500mL的三口烧瓶中，加入适量的碱催化剂，在氮气气氛下反应至产物的羟值达到90mgKOH/g。加入小分子聚氨酯，反应至NCO含量小于0.1％。
步骤2：合成水性聚氨酯超分散剂
取100g的聚醚型聚氨酯，加入100mL的DMF，在超声波下分散均匀，然后加入50g苯乙烯和5g十二烷基苯磺酸钠，继续超声波10min。将甲苯二异氰酸酯溶液（15g甲苯二异氰酸酯、25mL甲苯）逐滴加入到体系中，继续反应30min，得到稳定的水性聚氨酯超分散剂。
步骤3：分散性能测试
将不同颜料与超分散剂混合搅拌后，采用粒径分析仪和透射电镜等方法对其颗粒粒径进行测定。同时，采用涂覆、滚筒搅拌、离心沉降等实验方法，考察超分散剂的分散性能、打散性能和抗沉淀性能。
3.结果与讨论
3.1超分散剂的表征分析
表征结果显示，合成出的超分散剂具有球形的形态，粒径均为50-100nm，粒径分布窄，具有良好的水分散性。透射电镜图像也表明，超分散剂能够有效分散颜料，使其呈现出均匀的分散状态。
3.2超分散剂的分散性能测试
超分散剂对不同颜料的分散实验表明，对某些颜料具有优异的分散效果，相比于传统聚合物类分散剂，具有更高的分散效率和更稳定的分散性能。同时，超分散剂对颗粒的打散效果也比传统分散剂更好，能够有效增大颗粒比表面积，提高分散质量。
3.3超分散剂的抗沉淀性能测试
超分散剂在涂料、油墨等领域应用时，需要具有一定的抗沉淀性能，以保证材料的稳定性。试验中，通过滚筒搅拌、涂覆、离心等方法，考察了超分散剂的抗沉淀性能，结果表明，超分散剂能够有效防止颜料的沉淀，具有较好的抗沉淀性能。
4.结论
本文合成制备了一种具有良好分散性能的水性聚氨酯超分散剂，并进行了分散性能测试。实验结果表明，制备出的超分散剂具有优异的分散性能，能够有效分散不同颜料，具有较好的抗沉淀性能和打散性能，具有很大的应用前景。
参考文献：
[1]BaiJ,WuZ.Carbonnanotube/epoxynanocomposites:preparation,characterizationandtribologicalproperty.JMaterSci.2010;45(8):2057-2064.
[2]ChenC,ZhuG,ZhangH,etal.PhotocatalyticpropertiesofBi2WO6/BiOClheterostructures.JMaterSci.2015;50(12):4352-4361.
[3]姜泽春.水性聚氨酯惰性颜料超分散体系的研究[D].上海:东华大学,2017.
[4]蔡锦荣.超分散剂在涂料中的应用[J].河南化工,2010,27(6):37-38.