聚羧酸型分散剂的合成及其对超细颜料的分散作用
在数字喷墨印花中,墨水是其发展的关键因素之一。颜料型墨水性能优异,是喷墨印花墨水发展的主流,但其分散的不稳定性制约了数字喷墨印花技术的发展。
为解决颜料的分散稳定性,本实验合成了聚羧酸型分散剂苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA),探讨了反应温度、引发剂用量、单体配比等因素对聚合物特性粘度的影响。
结果表明,随着反应温度的升高或引发剂的用量增大,聚合物的特性粘度降低。用红外光谱法(FT-IR)、滴定法、核磁共振(~(13)C NMR)、凝胶色谱(GPC)法等从结构组成、单体含量、序列结构、分子量大小等方面对聚合物进行了表征,结果表明所合成的高分子分散剂为苯乙烯-马来酸酐以交替共聚为主的无规聚合物;GPC测得的共聚物的数均分子量为27,599,多分散指数为2.35。
将合成的高分子分散剂SMA应用于有机颜料的超细化加工,分别从沉降稳定性、粘度、粒径等方面对超细颜料墨水的分散稳定性进行了分析,确定了具有较好分散稳定性的聚羧酸分散剂的合成工艺。超细颜料墨水的离心沉降稳定性随着SMA聚合反应温度的升高而增加;随着引发剂用量的增加和单体配比的变化出现先增加后减少的趋势,具有极大值;添加亲油性第三单体超细颜料的分散稳定性降低。分散剂用量不变时,随着分散次数的增加超细颜料的粒径逐渐减少,离心沉降稳定性逐渐提高,当分散次数达到15次时基本不再发生变化。随着分散剂用量的增加,超细颜料的粒径逐渐减小;墨水的粘度开始时基本不发生变化,当颜料/分散剂大于4/1时急剧增加;超细颜料墨水的离心沉降稳定性逐渐增加,趋于稳定。SEM的分析结果与离心沉降稳定性的测试结果基本一致。
随着超细颜料墨水中二甘醇用量的增加,体系的粘度不断增加,离心沉降稳定性提高,颜料粒径减小。所合成的分散剂的pH值使用范围为7-8,此时颜料的粒径较小,分散稳定性较高。与普通分散剂相比,所合成的分散剂在Zeta电位、粘度、粒径、分散稳定性等方面具有跟更好的性能。
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