[发明专利]UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液

说明书

技术领域

本发明涉及脂环族环氧丙烯酸酯乳液，具体涉及UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液。

背景技术

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，成为人们研究的热点。

UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液，采用新的合成思路得到，即在脂环族环氧丙烯酸酯乳液聚合完成后再引入C＝C，使其具有可紫外光固化的性能，从而提高乳液涂膜的综合性能。其固化物具有以下特点：①较高的膜硬度、压缩与拉伸强度；②耐水性及抗粘连性较好；③耐紫外光老化性、耐化学电弧性及耐气候性较强；④长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能。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。UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液克服现有双酚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酯乳液。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的、膜硬度高及耐水性好的UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液，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单体为基本原料，先制得水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液，再通过甲基丙烯酸缩水甘油酯改性，引入C＝C，使其具有可紫外光固化的性能。

本发明中的UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液，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℃时，将步骤1）中溶液加入到反应容器，回流保温0.5h，待用；

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℃，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1h，再升温至88℃熟化1h，以完全消除自由基，待用；

4) 将步骤3）中乳液调温至85℃，慢慢加入溶有环氧树脂重量0.1-1%阻聚剂和0.1-1%催化剂的甲基丙烯酸缩水甘油酯，升温至90℃后反应2.5h；

5) 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%的自由基引发剂。

按上述方案，UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液的制备方法，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（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）所示的任意一种：

（1）                                                4-乙烯基环氧环己烷

（2）3,4-环氧环己基甲基异丁烯酸酯

（3）3,4-环氧环己基丙烯酸6-甲氧基己酯

（4）4，5-环氧环己基邻二甲酸丙烯酯

（5）4,5-环氧环己基邻二甲酸（1-丙烯酸甘油酯）酯

（6）4，5-环氧环己基邻二单甲酸（1-丙烯酸甘油酯）酯单甲酸缩水甘油酯

（7）聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇] 2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚。

按上述方案，UV固化水性脂环族环氧丙烯酸酯乳液的制备方法，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几种。