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CN116284611A - 一种n-杂环化合物接枝木质素磺酸盐及其制备方法与应用 - Google Patents

一种n-杂环化合物接枝木质素磺酸盐及其制备方法与应用 Download PDF

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CN116284611A
CN116284611A CN202310194185.3A CN202310194185A CN116284611A CN 116284611 A CN116284611 A CN 116284611A CN 202310194185 A CN202310194185 A CN 202310194185A CN 116284611 A CN116284611 A CN 116284611A
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CN
China
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lignosulfonate
parts
heterocyclic compound
preparation
lignin
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CN202310194185.3A
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周明松
孙宇
杨蓉
杨东杰
邱学青
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Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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Abstract

发明公开了一种N‑杂环化合物接枝木质素磺酸盐及其制备方法与应用。以质量份数计，配方为：木质素10～50份，碱2～8份，环氧基烯类单体10～20份，含有乙烯基的N‑杂环化合物单体10～30份，引发剂0.5～1.5份，去离子水70～250份。该方法先制备出含有N‑杂环化合物的前驱体，再在碱性介质中利用前驱体的环氧基与木质素分子中的羟基发生亲核取代反应，将前驱体接枝到木质素分子中，制得N‑杂环化合物接枝木质素磺酸盐。本发明制备的N‑杂环化合物接枝木质素磺酸盐含有0.5～2.0mmol/g N‑杂环化合物，可以作为高效分散剂应用于无机纳米颜料色浆领域。

Description

一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于天然高分子材料领域，特别涉及一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐及其制备方法与应用。
背景技术
无机颜料为有色的无机化合物颗粒，与树脂相容性差，在使用时以颗粒状态分散于各类介质中。颜料颗粒是借助基料吸附于物质表面或分散于物质中间实现着色、装饰等作用。由于颜料具有遮盖力、着色力，耐热性，对光稳定等性质，是制造涂料、油墨及其他需要着色产品的主要成分，对产品的性能起到十分重要的作用。
无机颜料的颗粒直径都很小，一般在100μm以下，但是随着科学技术的发展和市场的需求，颜料粉体朝着超细化方向发展，甚至可达到1μm以下，结果使得颜料颗粒表面能很高，颗粒之间易发生团聚，分散性、着色力和遮盖力受到影响，这直接影响了颜料的使用性能，添加颜料分散剂吸附在颜料颗粒表面，通过分散剂提供的静电排斥和位阻作用来分散和稳定颜料颗粒，防止因颜料颗粒团聚导致的颜料颗粒粒径变大、着色力及稳定性下降等问题。
传统的颜料分散剂分为无机分散剂和有机小分子分散剂，主要通过静电排斥稳定机制起到有效的分散和稳定作用。然而，它们在颜料颗粒表面吸附牢固性不高，易从颜料表面脱落，从而导致颜料粒子重新絮凝或团聚。近年来高分子分散剂也称为超分散剂，通过提供高的空间位阻效应，使得颜料颗粒之间形成有效的分散稳定状态，且体系对于温度、pH值等敏感程度低，是一种理想的分散剂。目前，商业化高分子分散剂主要有英国ICI公司的Solsperse系列、美国Daniel公司的Disperse-AYD系列、德国毕克化学公司的Disperse BYK系列、丹麦KVK公司的Hyersol系列以及我国的NBZ-3等。虽然，它们展现了良好的分散效果，但是他们原料均来自不可再生的化石基原料，不符合当今绿色可持续发展战略。因此，以可再生生物质资源为原料，制备高效、绿色的超分散剂成为了颜料工业的一个研究热点。
木质素是地球上最丰富的可再生芳香族聚合物，其储量仅次于纤维素。相比于其他生物质分子，木质素分子中有众多羧基、羟基和苯环等，可以作为锚固基团，通过范德华力、氢键和π-π键等，在颜料表面形成紧密的吸附；其次，木质素分子特有的三维网状结构可提供更强的空间位阻效应，能有效的防止颜料二次聚集；此外，木质素分子中的多酚结构和芳香骨架可赋予颜料良好的抗紫外氧化性能。因此，以工业木质素为原料，制备高效、绿色生物质基超分散剂具有广泛的市场前景。
本发明开发一种新的功能型木质素分散剂及其合成工艺，利用环氧基烯类单体和含有乙烯基的N-杂环化合物单体共聚得到前驱体，再将前驱体在高温碱性的条件下与木质素溶液反应，即得N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐。将其作为分散剂应用于水性无机颜料纳米色浆的制备，色浆的D90粒径均降低至350nm以下，且在60℃热贮7天后色浆无明显分层和沉淀现象，D90粒径的增长低于15％，具有良好的热贮稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐，该磺酸盐对无机颜料颗粒有良好的的助磨效果和分散稳定性，并使所制备的水性陶瓷墨水能够应用于喷墨打印和陶瓷表面装饰行业。
本发明是通过对木质素的改性提高木质素的亲水性和对无机颜料颗粒的吸附性能，使之作为制备无机纳米颜料色浆的高效分散剂。具体来说，是先将环氧基烯类单体、含有乙烯基的N-杂环化合物单体共聚得到前驱体，再将前驱体在碱性条件下与木质素分子中的羟基发生亲核取代反应，制得N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐。
本发明的另一目的在于，提供上述N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐的制备方法。
本发明的再一目的在于，提供上述N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)以质量份数计，将10～20份环氧基烯类单体、10～30份含有乙烯基的N-杂环化合物单体和40～100份水搅拌溶解均匀得到溶液，向溶液中滴加0.5～1.5份引发剂，反应制得前驱体。
(2)以质量份数计，将10～50份木质素和30～150份水混匀，升温并加入2～8份碱，搅拌溶解均匀得到木质素水溶液，再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，反应后得到N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐。
步骤(1)所述的环氧基烯类单体为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧基-5-乙烯中的至少一种。
步骤(1)所述的N-杂环化合物单体为N-乙烯基咪唑、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基二苯基亚胺、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡嗪、4-乙烯基嘧啶、2-乙烯基喹啉、5-乙烯基噻唑中的至少一种。
步骤(1)所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
步骤(1)所述的滴加为20～40min内滴加完毕；优选为40min。
步骤(1)所述的滴加为保护气氛下滴加；优选为氮气气氛保护下滴加。
步骤(1)所述的反应的条件为60～80℃反应1～3小时。
步骤(2)所述的木质素为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸铵、木质素磺酸钙、磺甲基化木质素中的至少一种。
步骤(2)所述的升温的条件为加热到70～90℃。
步骤(2)所述的反应的条件为70～95℃反应1～4小时。
步骤(2)所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐，由上述制备方法制备得到。
所述的N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐的N-杂环化合物的含量为0.5～2.0mmol/g。
上述N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐在制备分散剂中的应用。
上述N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐在作为分散剂制备无机纳米颜料色浆中的应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明合成了一种功能型木质素分散剂，在木质素分子中引入具有络合吸附功能的N-杂环化合物，大大提高了对无机颜料表面的吸附强度。实现以无机颜料为原料，在水介质中通过研磨工艺生产水性无机纳米颜料色浆。
2、本发明的N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐，N-杂环化合物作为吸附基团可以与无机颜料颗粒表面发生高强度的络合吸附。从而使分散剂的分子锚定在颜料颗粒表面，在高频率布朗运动的碰撞中不脱附；分散剂的阴离子磺酸基为颜料颗粒表面带来负电荷，从而使颗粒在碰撞中不发生团聚沉降。另外，木质素的三维结构存在较大的空间位阻，防止颜料颗粒团聚。
3、本发明的N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐可以作为分散剂，在水介质中通过研磨工艺制备无机纳米颜料色浆。制备的无机纳米颜料色浆具有良好的研磨效率和热贮稳定性，D90粒径低于350nm，并且在60℃热贮7天后D90粒径的增长低于15％，不析水，不沉淀，综合性能达到无机纳米颜料色浆的性能要求。
4、本发明使用木质素为主要原料，制备的分散剂具有环境友好性。
附图说明
图1为实施例1所得乙烯基咪唑接枝木质素磺酸盐D1的红外光谱图。
图2为不添加分散剂和加入了实施例1所得分散剂后在不同pH水溶液中的电势电位图。
图3为不加分散剂研磨和加入实施例1～3所得分散剂用于镉红颜料研磨后颜料的扫描电镜图(SEM)；其中(a)为未添加分散剂的对照组，(b)为添加了D1的实验组，(c)为添加了D2的实验组，(d)为添加了D3的实验组。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下面实施方案中若未注明具体试验条件，则通常按照常规试验条件或按照试剂公司所建议的试验条件。所使用的材料、试剂等，若无特殊说明，均为从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
(1)将16.0g烯丙基缩水甘油醚、30.0g N-乙烯基咪唑和100.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌均匀得混合液，在氮气保护下向溶液中滴加0.7g引发剂偶氮二异丁腈，40min滴加完成。引发剂滴加完毕后在80℃定温反应1小时，即得前驱体。
(2)将30.0g木质素磺酸钠与100.0g去离子水加入四口烧瓶中，然后升温至90℃，加入4.0g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)所得前驱体，搅拌混合均匀，在95℃下反应4小时，即得乙烯基咪唑接枝木质素磺酸盐。
本实施例1中所得乙烯基咪唑接枝木质素磺酸盐命名为D1，D1中乙烯基咪唑基团的含量为1.92mmol/g。
实施例2
(1)将12.0g烯丙基缩水甘油醚、11.0g N-乙烯基己内酰胺和40.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌均匀得混合液，在氮气保护下向溶液中滴加0.5g引发剂过硫酸铵，20min滴加完成。引发剂滴加完毕后在60℃定温反应1小时，即得前驱体。
(2)将25.0g木质素磺酸钾与30.0g去离子水加入四口烧瓶中，然后升温至70℃，加入3.5g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)所得前驱体，搅拌混合均匀，在70℃下反应1.5小时，即得乙烯基己内酰胺接枝木质素磺酸盐。
本实施例2中所得乙烯基己内酰胺接枝木质素磺酸盐命名为D2，D2中乙烯基己内酰胺基团的含量为0.57mmol/g。
实施例3
(1)将15.0g甲基丙烯酸缩水甘油酯、20.0g 2-乙烯基吡啶和70.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌均匀得混合液，在氮气保护下向溶液中滴加1.0g引发剂过硫酸钾，30min滴加完成。引发剂滴加完毕后在70℃定温反应1.2小时，即得前驱体。
(2)将35.0g木质素磺酸钠与95.0g去离子水加入四口烧瓶中，然后升温至70℃，加入4.5g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)所得前驱体，搅拌混合均匀，在80℃下反应3小时，即得乙烯基吡啶接枝木质素磺酸盐。
本实施例3中所得乙烯基吡啶接枝木质素磺酸盐命名为D3，D3中乙烯基吡啶基团的含量为1.57mmol/g。
实施例4
(1)将15.0g 1,2-环氧基-5-乙烯、20.0g N-乙烯基二苯基亚胺和70.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌均匀得混合液，在氮气保护下向溶液中滴加1.0g引发剂偶氮二异庚腈，30min滴加完成。引发剂滴加完毕后在70℃定温反应2小时，即得前驱体。
(2)将37.0g木质素磺酸铵与75.0g去离子水加入四口烧瓶中，然后升温至70℃，加入6.5g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入25.0g步骤(1)所得前驱体，搅拌混合均匀，在80℃下反应3小时，即得乙烯基二苯基亚接枝木质素磺酸盐。
本实施例4中乙烯基二苯基亚接枝木质素磺酸盐中的乙烯基二苯基亚胺基团的含量为0.84mmol/g。
实施例5
(1)以质量份数计，将10.0g甲基丙烯酸缩水甘油酯、10.0g N-乙烯基咔唑和40.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.5g引发剂偶氮二异丁酸二甲酯，于40min滴加完毕，升温至80℃反应1小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将40.0g木质素磺酸钙和100.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至70℃，加入7.0g氢氧化钾，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于95℃反应4小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基咔唑接枝木质素磺酸盐。
本实施例5中乙烯基咔唑接枝木质素磺酸盐中的乙烯基咔唑基团的含量为0.50mmol/g。
实施例6
(1)以质量份数计，将16.0g丙烯酸缩水甘油酯、20.0g 2-乙烯基吡嗪和100.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.5g引发剂过硫酸铵，于40min滴加完毕，升温至80℃反应2小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将30.0g磺甲基化木质素和90.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至70℃，加入4.4g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于80℃反应2小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基吡嗪接枝木质素磺酸盐。
本实施例6中乙烯基吡嗪接枝木质素磺酸盐中的乙烯基吡嗪基团的含量为1.25mmol/g。
实施例7
(1)以质量份数计，将15.0g 1,2-环氧基-5-乙烯、30.0g 4-乙烯基嘧啶和80.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.0g引发剂偶氮二异丁腈，于30min滴加完毕，升温至70℃反应2小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将50.0g木质素磺酸钠和30.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至70℃，加入8.0g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于95℃反应3小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基嘧啶接枝木质素磺酸盐。
本实施例7中乙烯基嘧啶接枝木质素磺酸盐中的乙烯基嘧啶基团的含量为1.06mmol/g。
实施例8
(1)以质量份数计，将20.0g份烯丙基缩水甘油醚、25.0g 2-乙烯基喹啉和100.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.5g引发剂过硫酸钾，于40min滴加完毕，升温至70℃反应3小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将36.0g木质素磺酸钾和30.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至80℃，加入4.8g氢氧化钾，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于85℃反应4小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基喹啉接枝木质素磺酸盐。
本实施例8中乙烯基喹啉接枝木质素磺酸盐中的乙烯基喹啉基团的含量为1.88mmol/g。
实施例9
(1)以质量份数计，将15.0g烯丙基缩水甘油醚、20.0g 5-乙烯基噻唑和80.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.0g引发剂偶氮二异庚腈，于30min滴加完毕，升温至70℃反应2小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将10.0g木质素磺酸钾和90.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至70℃，加入2.0g氢氧化钾，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于95℃反应2小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基噻唑接枝木质素磺酸盐。
本实施例9中乙烯基噻唑接枝木质素磺酸盐中的乙烯基噻唑基团的含量为1.37mmol/g。
实施例10
(1)以质量份数计，将20.0g份环氧基烯类单体、30.0g N-乙烯基己内酰胺和100.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.3g引发剂偶氮二异丁酸二甲酯，于40min滴加完毕，升温至80℃反应1小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将26.0g木质素磺酸铵和50.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至90℃，加入5.2g氢氧化钾，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于90℃反应2小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基己内酰胺接枝木质素磺酸盐。
本实施例10中乙烯基己内酰胺接枝木质素磺酸盐中的乙烯基己内酰胺基团的含量为1.42mmol/g。
实施例11
(1)以质量份数计，将14.0g丙烯酸缩水甘油酯、28.0g N-乙烯基咪唑和70.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加0.8g引发剂过硫酸钾，于20min滴加完毕，升温至60℃反应1.4小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将22.0g木质素磺酸钠和60.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至70℃，加入3.5g氢氧化钠，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于85℃反应3小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基咪唑接枝木质素磺酸盐。
本实施例11中乙烯基咪唑接枝木质素磺酸盐中的乙烯基咪唑基团的含量为2.00mmol/g。
实施例12
(1)以质量份数计，将20.0g 1,2-环氧基-5-乙烯、20.0g 4-乙烯基嘧啶和80.0g去离子水加入到四口烧瓶中，搅拌溶解均匀，在氮气保护下向溶液中滴加1.0g引发剂偶氮二异丁腈，于30min滴加完毕，升温至70℃反应2小时，制得前驱体。
(2)以质量份数计，将50.0g木质素磺酸钾和150.0g去离子水加入四口烧瓶中，升温至90℃，加入6.0g氢氧化钾，搅拌溶解均匀，得到木质素水溶液。再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，于95℃反应1小时。产物冷却至室温后，经过提纯后即为乙烯基嘧啶接枝木质素磺酸盐。
本实施例12中乙烯基嘧啶接枝木质素磺酸盐中的乙烯基嘧啶基团的含量为0.95mmol/g。
对实施例1反应得到的提纯产物D1进行红外光谱分析，同时以木质素磺酸钠(SL)为对照，结果如图1所示。从图1中可以看出，2940cm-1为咪唑环上C-H的伸缩振动峰；1640cm-1处为咪唑环骨架的吸收峰；1350cm-1处为咪唑环上C＝N的伸缩振动吸收峰；1120cm-1为含氮五元环的特征吸收峰；752、690cm-1归属于咪唑环面外变形振动，证明乙烯基咪唑基团成功接枝到木质素分子中。另外，1040cm-1处为磺酸基的特征吸收峰，说明产物中含有较多的磺酸基。
将SL、D1、D2和D3进行元素分析，通过氮(N)元素含量的不同来计算D1、D2、D3中的N-杂环基团的含量，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0004106606150000091
从表1数据可知，SL中的N元素含量为0.10％，通过计算可知，D1、D2、D3中N-杂环化合物基团的含量分别为1.92、0.57、1.57mmol/g。
选择钴蓝(原始粒径为4.0μm)、镉红(原始粒径为1.8μm)、钴绿(原始粒径为0.8μm)和钛白粉(原始粒径为5.5μm)四种常用的无机颜料为研究对象，将D1、D2和D3作为分散剂采用水基研磨法制备20wt.％固含量的无机纳米颜料色浆，分散剂的添加量为色浆的10wt.％。采用直径为0.3mm的氧化锆珠作为研磨介质，锆珠与色浆的质量比为3:1。采用行星式球磨机(长沙米淇仪器设备有限公司，YXQM-2L)研磨纳米色浆，转速为400rpm，研磨时间为10h；采用直径为0.3mm的氧化锆镐珠作为研磨材料，镐珠与色浆的质量比为3:1。制备的水性纳米色浆的粒径和热贮稳定性能如表2所示。
表2为采用D1、D2、D3和SL分别作为分散剂研磨制备的4种水性纳米颜料色浆的D90粒径，以及在60℃热贮7天后的D90粒径。
表2
Figure BDA0004106606150000101
(D90为一个样品的累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径)
由表2可知，采用D1、D2、D3和SL作为分散剂研磨钴蓝、镉红、钴绿和钛白粉纳米色浆，其中，采用D1，D2和D3作为分散剂研磨10h可以使钴蓝、镉红的D90粒径降低至200nm以内，钴绿和钛白粉的D90粒径降低至350nm以内，D1的研磨效率最高，其次是D3、D2，这与其分子中的N-杂环基团的含量有正相关性。SL的研磨效率最差，色浆的粒径较大，并且热稳定性差。
将研磨制备的水性纳米色浆在60℃热贮7天后，色浆的D90粒径都有所增加，但是采用D1制备的纳米色浆的D90粒径的增加基本都在10％以内，采用D2、D3制备的纳米色浆的D90粒径的增加基本在15％以内，采用SL制备的纳米色浆的D90粒径到达了微米级。这说明N-杂环基团的引入提升了分散剂在颜料表面的吸附性能，提升了研磨效率和耐热稳定性。
以水性镉红纳米色浆作为研究对象，将未加分散剂的镉红色浆和使用D1、D2和D3作为分散剂研磨制备的镉红色浆稀释在水介质中后，测试不同pH下的zeta电位，结果如图2所示。由图2可见，相比于未加入分散剂的镉红色浆，加入D1、D2和D3分散剂后，颜料粒子表面的zeta电位绝对值在不同pH条件下均有增大，其中在pH＝5～10时的绝对值(40～65mv)最大，大于粒子在水溶液中保持稳定所需要的理论zeta电位(zeta绝对值不小于30mv)，这说明D1、D2、D3作为分散剂制备的镉红纳米色浆中的纳米颜料粒子在水介质中能够稳定存在。
以水性镉红纳米色浆作为研究对象，通过扫描电镜比较未加分散剂的镉红颗粒和使用D1、D2和D3作为分散剂研磨制备的镉红色浆中纳米粒子的形貌图及粒子分布情况，如图3所示。由图3中的SEM图可知，未添加分散剂研磨的镉红色浆中，颗粒粒径比较大，是微米级，而且颗粒间的团聚比较严重。添加分散剂制备的镉红色浆中，可以明显看到颗粒粒径比较小，属于纳米级，而且颗粒基本处于单分散状态，较少发生聚集，因此分散剂的加入有利于保持色浆的分散稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)以质量份数计，将10～20份环氧基烯类单体、10～30份含有乙烯基的N-杂环化合物单体和40～100份水搅拌溶解均匀得到溶液，向溶液中滴加0.5～1.5份引发剂，反应制得前驱体；
(2)以质量份数计，将10～50份木质素和30～150份水混匀，升温并加入2～8份碱，搅拌溶解均匀得到木质素水溶液，再加入步骤(1)制备的前驱体溶液，搅拌混合均匀，反应后得到N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述的环氧基烯类单体为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧基-5-乙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述的N-杂环化合物单体为N-乙烯基咪唑、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基二苯基亚胺、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡嗪、4-乙烯基嘧啶、2-乙烯基喹啉、5-乙烯基噻唑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述的滴加为20～40min内滴加完毕；
步骤(1)所述的滴加为保护气氛下滴加；
步骤(1)所述的反应的条件为60～80℃反应1～3小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)所述的木质素为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸铵、木质素磺酸钙、磺甲基化木质素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)所述的升温的条件为加热到70～90℃；
步骤(2)所述的反应的条件为70～95℃反应1～4小时；
步骤(2)所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
8.根据权利要求1～7任一所述的制备方法制备得到的一种N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐。
9.权利要求8所述的N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐在制备分散剂中的应用。
10.权利要求8所述的N-杂环化合物接枝木质素磺酸盐在作为分散剂制备无机纳米颜料色浆中的应用。
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