[發(fā)明專利]一種環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210197668.0
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102702837A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧建國;白小峰;馬春彥;紀(jì)蘭香
• 申請（專利權(quán)）人: 四川省新材料研究中心
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C08G65/28;C07C69/54;C07C67/28
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 劉興亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種涂料用乳化劑，更具體的是涉及一種環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑，用于水性涂料乳化分散體系，本發(fā)明還公開了所述乳化劑的制備方法。?

背景技術(shù)

隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保意識及環(huán)保產(chǎn)品要求的提高，人們對涂料的裝飾、防腐蝕、耐溫、耐寒、耐沾污等性能要求越來越高，世界涂料工業(yè)由溶劑型向高性能、無污染、環(huán)境友好型水性涂料的方向飛速發(fā)展。?

紫外光固化技術(shù)以其生節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，在近20年得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。?

水基UV涂料由于結(jié)合了水性涂料及紫外光固化技術(shù)的性能優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用越來越廣泛。然而在生產(chǎn)水性紫外光固化涂料中，使用傳統(tǒng)的低分子乳化劑常引起聚合物乳液對基材的粘附性低，形成的膜耐水性差、光澤度低、面滲油及光照低分子揮發(fā)等副作用，影響涂料成品性能。近年來大量的研究表明，一些高聚物也具有極強(qiáng)的界面活性，它們相比低分子表面活性劑，具有耐高濕、乳化能力強(qiáng)、分散性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)合成與乳膠結(jié)構(gòu)相似的乳化劑可有效解決并改善乳化劑與主體樹脂的相容性、穩(wěn)定性和漆膜性能。?

目前在水性涂料領(lǐng)域，針對高分子反應(yīng)型乳化劑開發(fā)研究的很多。主要分為乳液聚合過程中使用和成膜過程中使用兩類應(yīng)用：前一類應(yīng)用是通過在無皂乳液聚合過程中引入反應(yīng)型乳化劑，利用較大分子量及高分子連段上的疏水結(jié)?合點(diǎn)，使高分子乳化劑有效的吸附在乳膠粒子上，從而降低表面活性遷移帶來的缺陷；后一類是在成膜過程中引入帶可交聯(lián)反應(yīng)的乳化劑，使乳化劑與主體樹脂交聯(lián)反應(yīng)形成立體結(jié)構(gòu)，提高漆膜的耐溶劑性及機(jī)械穩(wěn)定性。?

在水基UV涂料生產(chǎn)中，前一類反應(yīng)型乳化劑的引入，會(huì)對反應(yīng)條件及合成控制有影響，可能發(fā)生一些副反應(yīng)，影響成品的性能，且在涂料輻射交聯(lián)成膜過程的幫助不大；后一類反應(yīng)型乳化劑，對涂料樹脂主體的快速水乳化效果不明顯，且許多此類反應(yīng)性乳化劑在使用過程中需要較高的溫度才能進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，這給實(shí)際應(yīng)用帶來不便，同時(shí)還消耗能源。如羥基和三聚氰胺體系、自交聯(lián)的N-羥甲基丙烯酰胺體系等。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提供一種新型的水性UV固化涂料用乳化劑，能提高涂料乳化工藝過程中的快速乳化及分散均一性能，效果優(yōu)良。?

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：?

一種環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑，具有如下的結(jié)構(gòu)式：?

其中n為8-18的自然數(shù)。?

更進(jìn)一步的方案是：所述環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑的數(shù)均分子量在600-1000，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在-25℃至80℃。?

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)目的在于提供一種環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑的制備方法，包括：?

（1）按照如下的重量比例準(zhǔn)備各種組分：?

（2）將上述各種組分中除環(huán)氧乙烷以外的其他組分混合并充分?jǐn)嚢杈鶆颍郎刂?20℃，保溫回流反應(yīng)完畢，然后加入環(huán)氧乙烷繼續(xù)反應(yīng)，在環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，抽真空保持反應(yīng)體系真空度為0.09—0.1MPa，控制溫度在70-80℃脫去溶劑，脫去溶劑后冷卻出料，即得環(huán)保水基UV光固化涂料用乳化劑。?

更進(jìn)一步的方案是：所述溶劑是甲苯或二甲苯中一種。?

更進(jìn)一步的方案是：所述催化劑為對甲苯磺酸、甲烷磺酸、硅烏酸或有機(jī)錫中的一種。?

主要反應(yīng)過程大致可以參考如下的反應(yīng)式：?

本發(fā)明制備的乳化劑，根據(jù)現(xiàn)有乳化劑的缺點(diǎn)，采用合理的分子架構(gòu)設(shè)計(jì)，針對現(xiàn)有乳化劑缺點(diǎn)的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，并做出突破。通過在乳化劑分子中引入多個(gè)雙鍵及親水基團(tuán)，使主體樹脂可以快速均勻乳化，可以與單體發(fā)生自由基共聚反應(yīng)，與漆膜交聯(lián)形成T型漆膜，從而提高涂料的耐溶劑性、穩(wěn)定性及力學(xué)性能。因此本發(fā)明制作的乳化劑具有分散速度快、分散均勻，分散穩(wěn)定性好，節(jié)能環(huán)保和較好漆膜性能。?

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受實(shí)施例所限定。?

實(shí)施例1：?

（1）將下列除環(huán)氧乙烷外的各組分按照如下重量比依次投入到三口瓶中：?

（2）.采用逐步升溫、階段加料方式，即將步驟（1）中除環(huán)氧乙烷外的?各組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍瑢⒎磻?yīng)溫度升至120℃，保溫回流反應(yīng)，用分水器收集縮合產(chǎn)生的水，通過出水的量判斷反應(yīng)程度，反應(yīng)至出水量達(dá)到理論值時(shí)加入計(jì)算量的環(huán)氧乙烷繼續(xù)反應(yīng)，至環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)后，結(jié)束反應(yīng)。