[01338539]一种萜烯基马来酰亚胺超分散剂及其制备方法

超细粉体由于其粒径非常小,具有极大的比表面积和较高的比表面能,表面活性大,颗粒之间存在强烈的范德华力、氢键、化学键的作用而相互吸引,是热力学不稳定体系,很容易发生团聚,使其颗粒变大、在基体材料中不能均匀分散,从而影响其特性的发挥。因此,超细粉体的团聚,是实际应用上迫切需要解决的重要问题。使用超分散剂对超细粉体的表面进行改性,是解决团聚、提高其在基体材料中分散性能的重要方法之一。所谓超分散剂,是一种高分子分散剂,其分子结构是由锚固基团和溶剂化链两部分组成,相比于传统的分散剂,锚固基团类似于亲水基团,溶剂化链类似于亲油基团。其中锚固基团通常是强极性或带电荷的基团,如-NR3+、-SO3H、-PO42-、-COOH、-COO-、多元醇、多元胺等,它能与粉体表面活性基团以离子键、氢键、共价键等化学键的形式发生相互作用,从而牢固地吸附于超细粉体材料的表面;而溶剂化链一般是聚合物分子长链,如强极性的聚醚、中等极性的聚酯、低极性的聚烯烃链等,由于溶剂化链与分散介质有良好的相容,使得被超分散剂包裹的无机粉体能够均匀的分散在介质中,同时由于溶剂化链有较长的碳链,能够在粉体表面形成较厚的吸附层,这样颗粒相互靠近时可以形成空间位阻作用,克服了颗粒之间的吸引,避免了粒子团聚,从而得到了很好的分散效果。本发明的目的在于提供一种萜烯基马来酰亚胺超分散剂及其制备方法,该方法是以萜烯树脂为原料,在酸催化剂的作用下与α, β-不饱和化合物发生D-A加成反应生成加合物,再与改性羧化试剂、多胺共缩聚制备出萜烯基马来酰亚胺超分散剂;该分散剂可用于填料、颜料等超细粉体的制备与分散。为实现上述目的,本发明提供以下技术方案：一种萜烯基马来酰亚胺超分散剂的制备方法,其特征在于,它是由下述重量份数的原料组成：萜烯树脂 100份; α,β-不饱和化合物 25~50份;催化剂 0.1~1.5份; 改性羧化试剂 0~50份;多胺 20~60份;所述的萜烯树脂为以松节油、α-蒎烯、β-蒎烯、苧烯、双戊烯中的一种或多种为原料,经阳离子聚合而得到的产物;所述α,β-不饱和化合物为马来酸、马来酸酐、富马酸中的一种;所述的催化剂为硫酸、磷酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、氯磺酸、强酸型离子交换树脂、12-磷钨酸、12-磷钼酸、12-硅钨酸中的一种;所述的改性羧化试剂为丙二酸、丁二酸、戊二酸、已二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯酐或者它们相应的甲酯或乙酯中的一种;所述的多胺为乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。其中萜烯基聚酯超分散剂的制备包括以下步骤： （1）D－A反应加合物的制备：以重量份数的萜烯树脂、α,β-不饱和化合物、催化剂投入反应釜,在氮气保护下缓慢升温至160~200℃,搅拌反应4~6h得到D-A反应加合物;（2）缩聚反应：将重量份数的改性羧化试剂、多胺加入到步骤（1）中得到的D-A反应加合物中, 继续反应3~4h,然后再逐渐升温到220~260℃,在抽真空条件下再缩聚反应8~10h。反应完毕后,冷却得到萜烯基马来酰亚胺超分散剂。制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂可用于超细粉体如填料、颜料的制备与分散。本发明的有益效果为： 1、本发明制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂由于其分子结构中含有强极性的酯基锚固基团和萜烯基的溶剂化链、段,可以将无机粉体及颜料如碳酸钙等良好地分散于PP、PE等高分子基体材料中,从而得到性能优良的复合材料。 2、本发明制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂的分散性能很好,将本发明制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂改性纳米碳酸钙,然后将改性纳米碳酸钙填充到聚乙烯材料中制成HDPE/nano CaCO3,较比未改性的HDPE/nano CaCO3力学性能分别提高了8.8%和30%;而且由扫描电镜分析可知,经过改性后的粉体填充的聚乙烯材料没有出现团聚,说明用本发明制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂进行改性后的碳酸钙分散性能有了明显的提高。 3、在相同的碳酸钙填充量下,经过萜烯基马来酰亚胺超分散剂改性的纳米碳酸钙填充聚乙烯复合材料的力学性能均比未改性纳米碳酸钙填充聚乙烯复合材料的力学性能好,说明本发明制备得到的萜烯基马来酰亚胺超分散剂分散性能很好。 4、本发明所采用的反应原料廉价易得、采用的制备方法工艺简单、生产成本低、性价比优良,具有广泛的应用前景。