Page 195 - 《精细化工》2021年第8期

第 8 期 曾腾超，等: 紫外光固化型支化聚氨酯分散剂的合成 ·1689·

由表 2 可知，随着支化单元数量的增加，BPUs 由表 3 可知，以 BPU1、BPU2、BPU3、BPU4、
的 M w 逐渐增加，由 19384 上升至 30571，整体上升 BPU5 为分散剂制得的颜料色浆的平均粒径分别为
10000 左右。另外，BPU1 的 M n 和 PDI 分别为 9381 167.5、163.5、168.0、163.9、189.1 nm。分布曲线
和 2.066，而 BPU5 分别为 12011 和 2.547，相对于 中累积分布为 95%时的最大颗粒的等效直径（D 95 ）
BPU1 均有一定的增加。这是由于支化单元数量上 分别为 286.6、282.2、290.3、282.7、345.2 nm。结
升，其支化的程度更高，导致相对分子质量上升， 果表明，使用 BPUs 作为分散剂制备的颜料色浆的
支化代数增加使得整个体系中含有不同支化程度 粒径较小，平均粒径在 200 nm 以下，并且整体粒径
的聚氨酯分子，导致相对分子质量分布较宽，PDI 分布大多在 400 nm 以内。此外，颜料色浆的 PDI
增加。 在 0.105~0.124 之间，说明粒径分布较窄，并且较为
2.1.3 BPUs 的热性能 均匀。在 BPUs 分子中，PEG1000 链段不仅提供较
通过差示扫描量热法测试得到了不同支化程度 好的亲水性，还具有较大的空间位阻作用，阻碍了
的 BPUs 的 T g ，见图 3。由图 3 可知，BPUs 软段的 颜料颗粒的二次絮凝，使颜料颗粒保持一个较小的
T g 分别在–55~–40 ℃之间，并随着支化单元数量的 粒径范围。
增加，聚氨酯的 T g 上升。这是由于支化代数增加使 由图 4 可见，球磨后的颜料呈均匀的正态分布，
得分子结构变得更加紧凑，链段迁移困难，分子间 粒径只有一个分布峰，并且正态分布幅宽较小，说
相互作用增强 [12] 。聚氨酯的 T g 与分子链段的柔软性 明颜料的粒径分布非常均匀。由 BPU5 所制备的颜
息息相关，通常较低的 T g 表明聚氨酯分子链段具有 料色浆 PP5 粒径有所增加，可能是由于分散剂相对
较好的柔顺性且具有更好的灵活性，BPUs 具有较低 分子质量增加导致颜料颗粒之间产生了架桥，从而

的 T g 也表明其柔顺性更好 [13] 。此外，BPUs 仅具有 导致颜料粒径增大。

一个 T g ，表明聚氨酯分子链段仅有一个相转变，并
未发生相分离。

图 3 BPUs 的 DSC 曲线
Fig. 3 DSC curves of BPUs

2.1.4 颜料色浆的粒径及其分布
粒径及其分布是体现颜料分散性能的一个重
要指标。对颜料色浆的粒径及粒径多分散性指数
（PDI）进行了测试，见表 3 和图 4。在研磨过程中，
颜料通过锆珠之间的碰撞被研磨成颜料小颗粒，使
用超声分散法进一步将颜料小颗粒细化，得到均匀
的颜料颗粒。

表 3 颜料色浆的粒径及 PDI
Table 3 Particle size and PDI of pigment paste samples
颜料色浆 PP1 PP2 PP3 PP4 PP5
平均粒径/nm 167.5 163.5 168.0 163.9 189.1
D 95/nm 286.6 282.2 290.3 282.7 345.2
PDI 0.108 0.117 0.124 0.105 0.118