己二酸改性的环氧丙烯酸酯颜料润湿分散剂的合成和应用.doc

己二酸改性的环氧丙烯酸酯颜料润湿分散剂的合成和应用 余宗萍1,2 杨军1 许江松1 苏州明大高分子科技材料有限公司1 明大涂料（浙江）有限公司2 摘要：本文合成了以己二酸改性的环氧丙烯酸酯的颜料润湿分散剂。探讨了合成的影响因素：催化剂，合成温度，及稀释条件等因素。综述了在UV固化的涂料和胶印油墨上的应用。 关键词：己二酸；环氧丙烯酸酯；润湿分散剂；合成；应用 前言 在UV光固化涂料中，由于体系是无溶剂体系，这就决定了体系黏度高，对于含有颜填料的底漆，亚光漆，体系分散困难，其体系的储存稳定性是一个影响性能指标的重要因素。要获得良好的涂料分散体系，除树脂（低聚物）、颜填料、稀释单体要相互搭配外，还需要合理使用好润湿分散剂，才能达到预期的目的。 对于UV固化体系来说，一般选用两类常见的润湿分散剂：一类是合成长链聚酯高分子类；另一类是硅酮改性的偶联剂。1 一般聚酯高分子分散剂对于本身就是强极性的丙烯酸酯体系来说起的作用是相对较小的；硅酮类的偶联分散剂在涂料体系中具有润湿分散、防沉、增加涂膜的附着力等作用，但由于其结构通常会改变表面张力，这会对UV固化的施工（特别是淋涂）性造成影响。要增大非硅酮类的量才能起到分散作用，而用量太大会给涂膜起到增塑作用而有影响涂膜的质量。所以合成一种既能起润湿分散作用，又能参加聚合成膜的低聚物是两全其美的事。为此，我们合成了一种带有碳碳双键活性官能基改性润湿分散剂（PHEA）用于UV固化体系。 1，合成实验 1．1实验原料 1，环氧树脂828（壳牌公司，工业一级）;2,丙烯酸（北京东方亚科力科技有限公司，工业一级）;3,阻聚剂（对羟基苯甲醚）；4，抗氧剂；5，复合催化剂；6，己二酸（乌克兰进口，工业一级）；7，三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA,工业一级，江苏南通利田化工有限公司）;8,光引发剂I-1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，工业一级，北京英力化工有限公司）;9,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA, 工业一级，江苏南通利田化工有限公司）； 1．2合成工艺 先把环氧树脂828与己二酸、催化剂、抗氧剂、阻聚剂加入四口烧瓶，搅匀3分钟后，通入氮气，开始加热，控温在120±2℃2小时后测酸值达到理论设计值时，加入丙烯酸后控温在110±2℃降酸值，当酸值小于5mgKOH/g时，加入稀释单体TPGDA搅匀20分钟出料。便得产物PHEA。 1．3合成产物PHEA的性能指标 按1.2 的合成工艺合成的产物性能指标见下表一。 表一 PHEA的性能指标 项目 外观 黏度 mp.s/25℃ 酸价 mgKOH/g 折光率 ηD25℃ 高聚物 耐热 80℃×72h 性能 1#色透明 85000 2.5 1.5485 无 通过 注; 外观色相使用Fe,Co比色法测出；折光率是应用单目阿贝折射仪;高聚物的检测按样品与无水甲醇1:4检测；粘度是应用NDJ-79型旋转粘度计（上海同济大学仪器厂）测出,酸价用化学法测出。 2，合成讨论 2．1催化剂的使用 对于酸与环氧基的加成反应，一般情况下反应较慢。加入催化剂能促进反应的进行，许多文献资料表明对环氧基的反应具有高效选择性。我们选用三乙胺、2-甲基吡啶、三苯基膦来做催化对比反应，在终点控制酸价（AV）小于5mgKOH/g下，我们得到表二的结果。 表二 几种催化剂催化效果 种类 无催化剂 三乙胺 2-甲基吡啶 三苯基膦 反应时间 h 20（AV:45） 5．5 4．5 5．0 黏度 mp.s/25℃ 150000 95000 80000 75000 外观 3#色透明 2#色透明 1#色透明 2#色透明 注：以上的检测按表一的方法。 从上表可以看出，催化剂的作用相当大，不同的催化剂效果不一样，结果也有差别，为了从外观和反应进度控制，实际应用中我们选择复配的催化剂的效果较好，通常选用三乙胺和2-甲基吡啶，我们也选择用过2-甲基吡啶和三苯基膦，效果略差一些，性价比也不是太好。 2．2合成温度控制 羧酸与环氧基的反应在有催化剂的存在下，反应温度不必加热过高，加之三元环的开环要放出大量的热，如果不控制好温度后阶段的合成会造成丙烯酸的双键聚合而胶凝，产生热聚合。2 不同的温度控制会影响最终产品指标，从下表三我们可以看出不同阶段的温度控制都有极其重要的影响，从反应时间和最终性能来看，把前一阶段控制在120℃左右，后一阶段控制在110℃左右是比较恰当的。 表三 合成温度控