[發明專利]一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201510438424.0
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105061727B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 韋星船;楊前程;鄧妮;任保川;蔡偉平
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C08G59/42
• 分類號: C08G59/42;C08G59/58;C08G59/62
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 胡輝

技術領域

本發明涉及一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂及其制備方法。

背景技術

涂料在當代化學工業中的地位日益重要，國外許多經濟學家認為涂料工業的發展情況是一個國家工業發展水平的重要衡量尺度和標準。隨著人們對環境問題的重視，涂料工業正面臨著巨大的挑戰。傳統溶劑型涂料將逐漸退出市場，而相應的具有一定環保優勢的UV固化涂料和水性涂料在市場中的份額將不斷增大。

UV固化涂料體系中只含有5%～10%的有機溶劑，與傳統溶劑型涂料相比，對人體健康的危害及對環境的污染更小。UV固化涂料具有固化速率快、生產效率高、節能、適合流水線生產等優勢，已廣泛應用于化工、電子、輕工、機械和通訊等領域。隨著UV技術的迅速發展，人們逐漸發現UV固化涂料的一些弊端，UV固化涂料所用低聚物一般粘度較大，需要加入小分子活性稀釋單體降低體系粘度。大多數活性稀釋單體含有有機溶劑，同時有一定的毒性和刺激性，對人體健康和環境有一定的危害。UV固化涂料中使用的光引發劑不能參與固化，會殘留在固化膜中，影響固化膜的性能，某些光引發劑的分解產物會有一定的毒性，存在安全隱患，所以美國藥物管理局（FDA）尚沒有認可一項UV固化涂料產品。

紫外光固化水性涂料結合傳統UV固化涂料技術和水性涂料技術，用水代替活性稀釋單體，具有節能環保、安全性好、施工方便等優勢，已成為綠色涂料發展的主要方向之一。

環氧樹脂是UV固化水性涂料的主要原料，價格便宜，來源廣泛，但其本身不具有光敏性和水溶性。大部分研究者通過環氧樹脂的環氧基與丙烯酸類單體的羧基進行開環接枝反應，來引入光敏基團（C=C），合成環氧丙烯酸酯，然后再利用酸酐與環氧丙烯酸酯的反應引入水溶性基團（-COOH），最后經有機堿中和，合成水性UV固化環氧丙烯酸樹脂。該工藝合成的水性UV固化樹脂具有固化膜硬度高、光澤度高、固化速率快等優勢，然而也存在一些缺陷：第一，馬來酸酐熔點較低，在樹脂合成過程中易升華，導致原料浪費；第二，合成工藝復雜、反應后期，體系粘度較大，易凝膠，反應不易控制；第三，該工藝下合成的水性UV固化樹脂存在粘度大、固化膜脆性高、柔韌性差等缺陷，嚴重限制了水性UV環氧丙烯酸樹脂的工業應用。因此，開發綠色環保、性能優異的水性UV環氧樹脂具有十分重要的經濟和社會意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂，由以下重量百分含量的原料制備而成：

環氧樹脂：12～30%；

環氧稀釋劑：6～25%；

衣康酸：17～26%；

催化劑：0.2～1.3%；

阻聚劑：0.02～0.13%；

助溶劑：2～11%；

中和劑：13～24%；

其余為水，總重量百分含量滿足100%。

另外，一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂，由以下重量百分含量的原料制備而成：

環氧樹脂：16～27%；

環氧稀釋劑：9～22%；

衣康酸：19～24%；

催化劑：0.3～1.0%；

阻聚劑：0.03～0.11%；

助溶劑：3～9%；

中和劑：15～21%；

其余為水，總重量百分含量滿足100%。

所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂或羥甲基雙酚A型環氧樹脂中的至少一種。

所述環氧稀釋劑為含柔性鏈段的縮水甘油醚或縮水甘油酯中的至少一種。

所述催化劑為脂肪族胺類催化劑、芳香族胺類催化劑、醇類化合物催化劑、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽或堿金屬醇鹽中的至少一種。

所述阻聚劑為酚類阻聚劑或醌類阻聚劑中的至少一種。

所述助溶劑為酯類助溶劑中的至少一種。

所述中和劑為含有丙烯酰氧基團的有機胺類中的至少一種。

一種紫外光固化水性環氧衣康酸樹脂的制備方法，包括以下步驟：

1)將衣康酸、助溶劑、催化劑及阻聚劑裝入反應釜中，通入保護氣體，攪拌均勻，升溫至70～90℃；

2)緩慢滴加預先混合均勻的環氧樹脂和環氧稀釋劑，滴加完畢后，升溫至95～120℃，保溫反應，至反應完全；

3)降溫至40～60℃，然后加入中和劑保溫攪拌，控制pH值為6～7，加水，攪拌均勻，控制固含量在75%～90%之間。

本發明的有益效果是：