[发明专利]一种磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。本发明的磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂，具有如式(Ⅰ)所示结构：其中R₁为如下结构中的一种或几种：R₂为H或CH₃；n为1～3的正整数。本发明的磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂中引入了磺酸盐结构，由于磺酸盐基团为强亲水基团，大大提升了环氧丙烯酸酯树脂的亲水性能；同时磺酸盐相较于铵盐体系气味更低，且在合成过程中不会带来有毒有害气体。本发明的磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂与光引发剂、水混合后制得的水性光固化涂料在紫外光条件下可迅速固化，固化后的涂层水接触角≤65°。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，更具体的，涉及一种磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂因对基材良好的附着力、耐化学品性能良好、同时具有较高的耐热性及电绝缘性，在建筑、电子电器、涂料、胶粘剂等领域被广泛应用。但由于传统的环氧树脂属于油性，其链段自身没有引入亲水基团或引入的亲水基团亲水性不强，通常还需要通过后期添加乳化剂或者成盐剂增强其水溶性。

中国专利申请CN101914171A公开了一种磺酸型UV固化水性环氧乳液，利用环氧富马酰氯与氨基磺酸反应将磺酸基团引入分子链两端制得UV固化水性环氧乳液，但是在反应过程中会有氯化氢气体产生，为避免有害气体逸出，还额外需要在体系中加入碱进行吸收。中国专利申请CN111961169A公开了一种水性环氧树脂乳液，包括环氧树脂、乳化剂和水，提高了环氧树脂的亲水性和乳化性。但外加乳化剂常需借助强力的机械搅拌使得环氧树脂均匀分散，一方面工艺流程较多，另一方面容易受外界影响发生破乳，使得亲水性能劣化。

因此，需要开发出一种亲水性良好的环氧丙烯酸酯树脂。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的亲水性差的缺陷，提供一种磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂，该酸盐型环氧丙烯酸酯树脂引入了具有强亲水性的磺酸盐结构，大大提升了环氧丙烯酸酯树脂的亲水性能。

本发明的另一目的在于提供上述磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂在制备水性光固化涂料中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂，具有如式(Ⅰ)所示结构：

其中R₁为如下结构中的一种或几种：

R₂为H或CH₃；n为1～3的正整数。

本发明的磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂中引入了磺酸盐结构，由于磺酸盐基团为强亲水基团，大大提升了环氧丙烯酸酯树脂的亲水性能；同时磺酸盐相较于铵盐体系气味更低，避免了环氧树脂的气味残留问题。

磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂中的R₁为链状及环状构象，能够提升树脂的水溶性以及树脂的硬度；其中为链状结构，相较于的环状结构，在树脂乳化时具有链状结构的分子链更容易发生构象转变从而具有更好的水溶性。

优选地，所述R₁为

本发明还保护上述磺酸盐型环氧丙烯酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1.将磺酸盐二元醇和酸酐类化合物混合后，在搅拌条件下加热至100～105℃反应1h，监控反应液酸值；

S2.理论酸值按照反应物投料的摩尔比计算，当滴定酸值达到理论值时，向S1中的反应液中加入环氧树脂和催化剂，在110～112℃条件下反应至酸值＜5mgKOH/g；