专利名称：一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液及制备方法
技术领域：
本发明涉及脂环族环氧树脂，具体涉及一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液及制备方法。
背景技术：
随着现代科学技术及现代工业的发展，环境污染给人们赖以生存的地球及人类本身造成了极大的威胁。世界环保法规的日益完善，使排放挥发性有机物的传统溶剂型涂料受到了极大的冲击，而以水性涂料、紫外光固化涂料、高固体分涂料和粉末涂料为代表的环保型绿色涂料则应运而生，成为人们关注和研究的热点。我国于1989年12月颁布了环境保护法，促使水性涂料的研究、开发与应用迅速发展。 水性涂料在中国市场上的需求也越来越大，已经成为建筑、家具、汽车、电器等行业不可或缺的辅助材料。未来五年，水性涂料特别是功能性水性涂料在中国市场的占有率能达到60 %左右。新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其固化物具有以下特点①较高的膜硬度、压缩与拉伸强度长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；③耐化学电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。传统的双酚A型环氧树脂涂料，因分子中含有芳香基团，使得固化后的涂层易在外界环境下产生黄变现象，即耐候性、耐老化性较差。水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液克服现有双酚A型环氧树脂耐候性、耐湿热性差等缺点，同时避免传统溶剂型涂料对环境的污染，非常适合于用作高档电器塑料外壳、玩具以及高档建筑外墙的涂料、水性光固化油墨与印染助剂及工业漆、木器漆等，且其性能优良，制备工艺简单，生产成本较低，是具有广阔市场前景的环境友好型材料。浙江安邦新材料发展有限公司专利(申请号200610049898. 7，公开号CN101037530A)所述的水性丙烯酸环氧乳液是以双酚A环氧树脂为原料得到的，由其制得的涂料耐候性、耐老化性均较差。华东理工大学专利(申请号201110189918. 1，公开号CN102358717A)所述的脂环族环氧丙烯酸酯预聚物为单聚体，非共聚体脂环族环氧丙烯酸乳液。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的、稳定性及水溶性好的光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，克服现有双酚A型环氧树脂耐候性、耐湿热性差等缺点，同时避免传统溶剂型涂料对环境的污染，较适合于用作高档电器塑料外壳、玩具以及高档建筑外墙的涂料、水性光固化油墨与印染助剂及工业漆、木器漆等。本发明的目的是通过如下措施来达到的以脂环族环氧树脂和丙烯酸为基本原料，制得一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液。本发明中的新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于制备方法包括以下几个步骤I)取原料脂环族环氧树脂，另取环氧树脂重量10%的交联单体和I % -2%的聚合度调节剂、丙烯酸及丙烯酸单体，混合均匀；2)将乳化剂和PH调节剂按一定量溶于纯水中，加入到装有搅拌器和温度计的反应器内，搅拌预热至50°C时，将步骤I)中溶液加入到反应容器，回流保温0. 5h ；3)将1/4步骤2)中溶液和环氧树脂重量1% -2%的引发剂的1/4加入到装有搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的反应器中，升温至80°C，发蓝光时开始滴加剩余步骤2)中溶液，每滴完1/4步骤2)中溶液，补加1/4引发剂，于2. 5h内滴加完，回流保温Ih ；4)反应结束后降至室温，调PH值至8，同时加入环氧树脂重量2%的阳离子光引发剂。按上述方案，一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于所述的作为原料的脂环族环氧树脂，可以为如下(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)所示的任意一种
权利要求
1.一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于以脂环族环氧树脂和丙烯酸为基本原料，制得水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液。
2.如权利要求I所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于制备方法包括以下几个步骤 1)取原料脂环族环氧树脂，另取环氧树脂重量10%的交联单体和1%-2%的聚合度调节剂、丙烯酸及丙烯酸单体，混合均匀； 2)将乳化剂和PH调节剂按一定量溶于纯水中，加入到装有搅拌器和温度计的反应器内，搅拌预热至50°C时，将步骤I)中溶液加入到反应容器，回流保温0. 5h ； 3)将1/4步骤2)中溶液和环氧树脂重量1%-2%的引发剂的1/4加入到装有搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的反应器中，升温至80°C，发蓝光时开始滴加剩余步骤2)中溶液，每滴完1/4步骤2)中溶液，补加1/4的引发剂，于2. 5h内滴加完，回流保温Ih ； 4)反应结束后降至室温，调PH值至8，同时加入环氧树脂重量2%的阳离子光引发剂。
3.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的作为原料的脂环族环氧树脂，可以为如下(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)所示的任意一种 (1)
4.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的丙烯酸单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯中的任意一种或几种。
5.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的任意一种。
6.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的PH调节剂为碳酸氢钠和氨水。
7.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸季戊四醇酯中的任意一种。
8.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的乳液聚合度调节剂为正十二烷基硫醇。
9.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的弓I发剂为双氧水、过硫酸铵和过硫酸钾中的任意一种。
10.如权利要求I和2所述的一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，其特征在于所述的阳离子光引发剂为烷基碘鎗盐。
全文摘要
本发明涉及一种新型的水性光固化脂环族环氧丙烯酸乳液及制备方法。合成方法包括将乳化剂和调节剂加入反应器中，预热至50℃后，加入环氧树脂、交联单体、聚合度调节剂及丙烯酸单体，回流保温0.5h；将部分此溶液和引发剂升温至80℃，发蓝光时滴加剩余此溶液，并补加引发剂，2.5h内滴加完，回流保温1h，反应结束冷却至室温后加入光引发剂。本发明提供一种稳定性及水溶性好的光固化脂环族环氧丙烯酸乳液，克服现有双酚A型环氧树脂耐候性、耐湿热性差等缺点，同时避免传统溶剂型涂料对环境的污染，可用于制成户外涂料、光固化油墨及工艺漆等，其性能优良，工艺简单，生产成本低，是具有广阔市场前景的环境友好型材料。
文档编号C09D133/14GK102659976SQ201210110920
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者乔毅, 孔庆茹, 曹祥来 申请人:上海中新裕祥化工有限公司