[发明专利]一种自乳化型水性光引发剂的制备方法及水性光引发剂

说明书

一种自乳化型水性光引发剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将重量比的二羟甲基丙酸15~18%、溶剂15~18%置于反应釜中，充氮气保护，将二羟甲基丙酸溶解；S2、将重量比的多异氰酸酯21~27%与0.01~0.12%催化剂混合液滴入至反应釜内反应；S3、滴入重量比的二异氰酸酯20~27%的与催化剂0.01~0.12%混合液反应；S4、滴入重量比的2‑羟基‑甲基苯基丙烷‑1‑酮18~21%与催化剂0.01~0.12%混合液反应；得半成品光引发剂A；S5、在半成品光引发剂A中加入三乙胺中和；S6、加入去离子水，经乳化机高速剪切分散得到自乳化型水性光引发剂。本发明具有在漆膜外观、硬度、耐水煮和相对迁移率均优于传统的小分子光引发剂配成的涂料的优点。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及水性紫外光辐射固化涂料用水性光引发剂的制备方法及水性光引发剂。

技术背景

进入21世纪以来，随着人们对于环保的问题越来越重视，水性光固化涂料在继承传统光固化技术的基础上，以水为分散介质基本无VOC排放、无单体残留对环境友好的优势而备受人们青睐。

在水性光固化体系中，光引发剂是及其重要的一部分，虽然传统的油性小分子光引发剂能够应用在水性光固化体系当中，但仍然有易迁移、产生异味、与体系树脂相容性不好等诸多弊端。与油性小分子光引发剂相比，水性大分子光引发剂在获得水溶性的同时继承传统光固化的优点。具有无异味、无迁移、与树脂相容性好，而且引入了特殊官能团以辅助主体树脂获得更优异的性能等优势。目前有报道用马来酸酐和与光引发剂1-[4-（2-羟基羟乙基）-苯基-2羟基-2甲基-1-丙烷反应，制备出具有一定亲水性的可聚合的小分子光引发剂，然后将其进行自由基聚合制备出水性的带有光引发基团的环氧丙烯酸树脂；也有以小分子油溶性光引发剂作为功能单体，采用甲苯二异氰酸酯、聚四氢呋喃二元醇、二羟甲基丙酸、丙烯酸羟乙酯和Irgacure 2959（1-[4-（2-羟乙氧基）-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷）合成了接有光引发剂集团的UV固化水性聚氨酯树脂。利用二羟甲基丙酸在树脂侧链引入羧酸基，然后经中和成盐获得亲水性。同时在专利报道CN 101735343 A以1-[4-（2-羟基羟乙基）-苯基-2羟基-2甲基-1-丙烷小分子光引发剂、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、磺酸基合成了水性直链的大分子光引发剂。但是尚未见多异氰酸酯为起始基团，在引入亲水基团之后嵌入光引发剂2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮获得支化多官能度的水性大分子光引发剂的相关报道。

水性大分子引发剂在一定程度上能克服小分子光引发剂的易迁移、有异味与树脂相容性不好的缺点，但水性长链大分子自身容易出现因光引发剂基团摩尔浓度低而引起的光引发效率不高的问题，从而增加其用量提高了成本，还会出现因为其用量增多引起主体树脂性能下降的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明向社会提供一种光引发剂基团浓度高，引发效率好，有利于提高生产效率的自乳化型水性光引发剂的制备方法及水性光引发剂。

本发明的技术方案是：提供一种自乳化型水性光引发剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将占半成品光引发剂A的重量比的二羟甲基丙酸15~18%、溶剂15~18%置于反应釜中，体系充氮气保护，升温至45-65℃，将二羟甲基丙酸溶解；

S2、将占半成品光引发剂A的重量比的多异氰酸酯21~27%与0.01~0.12%催化剂混合液滴入至反应釜内，滴加时间0.5~1小时，反应2-3小时；

S3、降温至35-45℃；滴入占半成品光引发剂A的重量比的二异氰酸酯20~27%的与催化剂0.01~0.12%混合液，0.5~1小时滴完，保温反应1.5~2小时；

S4、升温至70~80℃，加入占半成品光引发剂A的重量比的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮18~21%与催化剂0.01~0.12%混合液，反应至异氰酸酯基至理论值，减压至0.03~0.05MPa抽去溶剂，冷却至40-45℃，得半成品光引发剂A；