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SMA的阳离子化改性及阳离子水性颜料分散体系的制备

周家达  
【摘要】: 为了获得一种稳定的阳离子性超细颜料分散体系,通过对苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)的阳离子化改性,合成了水溶性和不溶性的两种阳离子性聚合物(SMG)。并分别采用水溶性SMG和不溶性SMG制备了直接分散颜料体系和微胶囊颜料分散体系。通过动态激光散射技术(DLS)测试粒径的变化情况,比较了两种分散体系的稳定性,结果表明利用SMG制备的微胶囊颜料分散体系更稳定。 在对SMA改性过程中,首先合成了阳离子改性剂缩水甘油基三乙基氯化铵(GTA),之后研究了GTA对SMA的改性。在合成GTA的过程中,研究了不同溶剂对转化率和环氧值的影响,发现极性溶剂可以提高环氧氯丙烷的转化率,加快反应速度,同时也会降低产物的环氧值。不过与非质子型极性溶剂相比,质子型溶剂更易破坏环氧基,降低环氧值。实验表明:以甲醇或乙醇为溶剂,得到的GTA环氧值较低;以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂得到的GTA环氧值较高。通过对SMA改性工艺的研究,发现采用低环氧值改性剂,可以获得水溶性SMG,而高环氧值改性剂,容易得到不溶性凝胶状SMG。高环氧值GTA起到了交联剂的作用。 为了考察水溶性SMG对颜料的分散性能,比较了SMG与SDS(十二烷基硫酸钠)对颜料的分散稳定性,并考察了粉碎方法(砂磨法和超声法)对分散性能的影响,结果表明SMG具有较好的分散性,砂磨法更有利于高分子分散剂对颜料的分散。 为了获得更为稳定的阳离子颜料分散体系,采用高环氧值的GTA作交联改性剂,对已包覆SMA的颜料进行交联改性,研究了改性剂GTA的用量、反应温度、反应时间对Zeta电位的影响,结果表明当改性剂GTA与颜料的质量比为3:1时,温度80℃,反应时间3~4h,可以获得的阳离子性微胶囊颜料,分散于水中可获得高于+30mV的Zeta电位(pH=7.0)。通过比较改性前后的透射电镜图(TEM)、粒径分布图和分散稳定性,表明交联改性没有破坏微胶囊结构,粒径分布更为集中,分散稳定性大大提高。 通过比较颜料的直接分散体系和微胶囊分散体系,表明颜料微胶囊分散体系具有更高的稳定性。


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