[发明专利]一种环保水基UV光固化涂料用乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料用乳化剂，更具体的是涉及一种环保水基UV光固化涂料用乳化剂，用于水性涂料乳化分散体系，本发明还公开了所述乳化剂的制备方法。 

背景技术

随着世界范围内环保意识及环保产品要求的提高，人们对涂料的装饰、防腐蚀、耐温、耐寒、耐沾污等性能要求越来越高，世界涂料工业由溶剂型向高性能、无污染、环境友好型水性涂料的方向飞速发展。 

紫外光固化技术以其生节能环保、生产效率高等特点，在近20年得到了突飞猛进的发展。 

水基UV涂料由于结合了水性涂料及紫外光固化技术的性能优点，使其应用越来越广泛。然而在生产水性紫外光固化涂料中，使用传统的低分子乳化剂常引起聚合物乳液对基材的粘附性低，形成的膜耐水性差、光泽度低、面渗油及光照低分子挥发等副作用，影响涂料成品性能。近年来大量的研究表明，一些高聚物也具有极强的界面活性，它们相比低分子表面活性剂，具有耐高湿、乳化能力强、分散性优良等优点。设计合成与乳胶结构相似的乳化剂可有效解决并改善乳化剂与主体树脂的相容性、稳定性和漆膜性能。 

目前在水性涂料领域，针对高分子反应型乳化剂开发研究的很多。主要分为乳液聚合过程中使用和成膜过程中使用两类应用：前一类应用是通过在无皂乳液聚合过程中引入反应型乳化剂，利用较大分子量及高分子连段上的疏水结 合点，使高分子乳化剂有效的吸附在乳胶粒子上，从而降低表面活性迁移带来的缺陷；后一类是在成膜过程中引入带可交联反应的乳化剂，使乳化剂与主体树脂交联反应形成立体结构，提高漆膜的耐溶剂性及机械稳定性。 

在水基UV涂料生产中，前一类反应型乳化剂的引入，会对反应条件及合成控制有影响，可能发生一些副反应，影响成品的性能，且在涂料辐射交联成膜过程的帮助不大；后一类反应型乳化剂，对涂料树脂主体的快速水乳化效果不明显，且许多此类反应性乳化剂在使用过程中需要较高的温度才能进行交联反应，这给实际应用带来不便，同时还消耗能源。如羟基和三聚氰胺体系、自交联的N-羟甲基丙烯酰胺体系等。 

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种新型的水性UV固化涂料用乳化剂，能提高涂料乳化工艺过程中的快速乳化及分散均一性能，效果优良。 

本发明采用如下的技术方案： 

一种环保水基UV光固化涂料用乳化剂，具有如下的结构式： 

其中n为8-18的自然数。 

更进一步的方案是：所述环保水基UV光固化涂料用乳化剂的数均分子量在600-1000，其玻璃化转变温度在-25℃至80℃。 

本发明实施例的另一个目的在于提供一种环保水基UV光固化涂料用乳化剂的制备方法，包括： 

（1）按照如下的重量比例准备各种组分： 

（2）将上述各种组分中除环氧乙烷以外的其他组分混合并充分搅拌均匀，升温至120℃，保温回流反应完毕，然后加入环氧乙烷继续反应，在环氧乙烷完全反应后，抽真空保持反应体系真空度为0.09—0.1MPa，控制温度在70-80℃脱去溶剂，脱去溶剂后冷却出料，即得环保水基UV光固化涂料用乳化剂。 

更进一步的方案是：所述溶剂是甲苯或二甲苯中一种。 

更进一步的方案是：所述催化剂为对甲苯磺酸、甲烷磺酸、硅乌酸或有机锡中的一种。 

主要反应过程大致可以参考如下的反应式： 

本发明制备的乳化剂，根据现有乳化剂的缺点，采用合理的分子架构设计，针对现有乳化剂缺点的基础进行改进，并做出突破。通过在乳化剂分子中引入多个双键及亲水基团，使主体树脂可以快速均匀乳化，可以与单体发生自由基共聚反应，与漆膜交联形成T型漆膜，从而提高涂料的耐溶剂性、稳定性及力学性能。因此本发明制作的乳化剂具有分散速度快、分散均匀，分散稳定性好，节能环保和较好漆膜性能。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术内容做进一步说明，但本发明的保护范围并不受实施例所限定。 

实施例1： 

（1）将下列除环氧乙烷外的各组分按照如下重量比依次投入到三口瓶中： 

（2）.采用逐步升温、阶段加料方式，即将步骤（1）中除环氧乙烷外的 各组分搅拌混合均匀，将反应温度升至120℃，保温回流反应，用分水器收集缩合产生的水，通过出水的量判断反应程度，反应至出水量达到理论值时加入计算量的环氧乙烷继续反应，至环氧乙烷完全反应后，结束反应。