[发明专利]水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用，树脂由包含以下重量份的原料制成：环氧树脂29‑36份、乳化剂2.8‑5份、丙烯酸20‑26份、催化剂、阻聚剂、水，其中乳化剂由聚乙二醇与脂肪族酸酐反应得到，环氧树脂为异氰脲酸三缩水甘油酯或二缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。本发明的乳化剂中含有亲水性非离子型聚乙二醇链段，能提高环氧丙烯酸酯在水中的分散性和稳定性，本发明的水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂不含挥发性有机化合物，绿色环保，其固含量可达60％以上，干燥速度快，且乳液稳定性好，还具有优良的耐候性、耐高温性、耐磨性、耐腐蚀性和力学性能。

技术领域

本发明属于环氧丙烯酸酯技术领域，具体涉及一种水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

UV固化树脂-环氧丙烯酸酯具有耐化学腐蚀、硬度高等特性，广泛应用于涂料、油墨和胶黏剂等领域，适用于木材、塑料、金属、无机非金属等多种材质。传统的环氧丙烯酸酯的耐候性与耐黄变性能差、粘度高，常温下为半固态胶状，通常需要添加大量的活性稀释剂以降低涂料的施工粘度，部分未固化稀释剂残留漆膜中，不但会降低涂料的性能，也会造成成本的增加，同时对环境还会造成污染。随着环保要求日益提高，开发不含挥发性有机化合物的水稀释性UV树脂以替代现有溶剂型环氧树脂体系成为热点。

现有的水性环氧丙烯酸酯通常都会含有一定量的有机溶剂，同时固含量一般在30-50％，其干燥速度一般，限制了涂料的应用。为了提高固含量，通常需要提高乳化剂用量，易导致乳化剂残留，还降低了漆膜的耐水性能。此外，现有的水性环氧丙烯酸酯含有大量苯环，耐候性较差。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法和应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂，由包含以下重量份的原料制成：环氧树脂29-36份、乳化剂2.8-5份、丙烯酸20-26份、催化剂、阻聚剂、水，其中所述乳化剂由聚乙二醇与脂肪族酸酐反应得到，所述环氧树脂为异氰脲酸三缩水甘油酯或二缩水甘油基异氰尿酸酯中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述环氧树脂为32-36份。

在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸为23-26份。

在本发明的一些实施方式中，所述阻聚剂为0.01-0.1份，进一步为0.03-0.09份。

在本发明的一些实施方式中，催化剂为0.01-0.1份，进一步为0.03-0.09份。

在本发明的一些实施方式中，所述水为35-43份，进一步为35-40份。

在本发明的一些实施方式中，所述原料按以下重量份计：环氧树脂32-36份、乳化剂2.8-5份、丙烯酸23-26份、催化剂0.03-0.09份、阻聚剂0.03-0.09份、水35-40份。

在本发明的一些实施方式中，所述脂肪族酸酐中酸酐与所述聚乙二醇中羟基的摩尔比为1.0-1.1。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述丙烯酸与所述环氧树脂中环氧基的摩尔比不低于1:1。

在本发明的一些实施方式中，所述脂肪族酸酐为六氢苯酐或琥珀酸酐中的至少一种。其中六氢苯酐是个圆环结构，稳定性好、抗水解，另外无苯环结构，对紫外线不敏感，耐候性、耐高温性良好。

在本发明的一些实施方式中，所述聚乙二醇的数均分子量为800-3000。作为示例，所述聚乙二醇的分子量为1000-2000，或1500-2500，例如可以为PEG1000、PEG1500、PEG2000等。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述水性UV固化环氧丙烯酸酯树脂的固含量≥60％。