[发明专利]一种水性效应颜料定向排列剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及定向排列剂技术领域，具体涉及一种水性效应颜料定向排列剂及其制备方法和应用。

背景技术

面对日益恶化的环境，世界各国对环境保护的高度关切，国外20世纪末期就开始进行低VOC含量甚至零VOC含量的涂料油墨的开发，使用水性涂料、油墨替代现有的工艺和技术成熟的石油溶剂涂料、油墨是大势所趋。

由于流行时尚，汽车及其他消费市场的需求推动，能产生特殊效应的颜料（如随角异色效应或装饰性花纹效应），具有增长的经济价值并且能在各种工业产品及终端用户中得到推广应用。在装饰用途方面，特殊的效应颜料具有以下三种优势：（a）这种颜料能创造光学深浅莫测的幻觉，例如在轿车涂料中采用珠光颜料就能观察到这种现象；（b）这种颜料能产生难以捉摸的随角异色吸引眼球的惊奇色彩效果，例如可用于轿车涂料或装饰性彩印中；（c）这种颜料能模拟天然珍珠的效果应用于钮扣、塑料瓶以及很多其他装饰性物件中。溶剂型涂料油墨中使用效应颜料制造出来的涂层已经得到大家的广泛认同，然而由于没有水性效应颜料定向排列剂，水性仿金属涂料中的珠光颜料、铝粉颜料杂乱无章地分布在涂料中从而影响了光线的反射，使得金属感下降，没有溶剂型仿金属涂料的金属感好，以至于影响水性仿金属涂料推广的应用。

在国外虽然有相关的产品在销售，但是还没有这一块的专利，国内专利CN102344710A采用溶剂溶解之后在进行乳化的方法制备的排列剂，但是配方中依然会有VOC成分，本专利带来一种零VOC排放水性效应颜料定向排列剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术中的上述不足，提供一种水性效应颜料定向排列剂，VOC排放为零，水性效应颜料能在涂料中定向排列，金属感强。

本发明的目的之二是针对现有技术中的上述不足，提供一种水性效应颜料定向排列剂的制备方法，工艺简单，有利于规模化生产。

本发明的目的之三是针对现有技术中的上述不足，提供一种水性效应颜料定向排列剂的应用，其在水性涂料添加中0.2%-3%即可以得到极佳的闪光效果。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：

单体10-50份

乳化剂1-10份

引发剂0.5-5份

去离子水50-100份。

将单体、乳化剂、引发剂、去离子水在反应釜中乳化好之后，再经过自由基聚合，即可得到效应颜料定向排列剂。

优选地，一种水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：

单体15-40份

乳化剂2-8份

引发剂1-5份

去离子水50-80份。

其中，所述单体为丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体，所述丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸酯中的一种或两种，所述甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯中的一种或两种。

其中，所述甲基丙烯酸酯的结构式为：H₂C=C(R)-CO-O-(CH_Z-CH₂0)_n-R⁰，其中，R是H或CH3，n为2-100的自然数，优选地，n为10-60的自然数，R⁰是含有4-36个碳原子的基团、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯中的至少一种。其中，所述丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯中烷基酯的碳原子数为C1-C8中的一种。

其中，所述乳化剂为吐温系列、司盘系列、异构十三醇聚氧乙烯醚系列、直链脂肪醇聚氧乙烯醚系列、壬基酚聚氧乙烯醚系列、丁二酸磺酸钠、二异丁基蔡磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

所述吐温系列为吐温-20、吐温-21、吐温-40、吐温-60、吐温-61、吐温-80、吐温-81、吐温-85中的至少一种。

所述司盘系列为司盘-20、司盘-40、司盘-80中的至少一种。

其中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾的一种或者两种以任意比例组成的混合物。优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾以质量比为2-3:1-1.5组成的混合物。

一种水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量70-80%的去离子水中，在转速400-800RPM下，搅拌均匀后，加入单体进行乳化10-60min，得到预乳液；

（2）引发剂溶液的制备：将引发剂溶于占去离子水总量5-20%的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；