本發(fā)明涉及一種復(fù)合高分子樹脂，具體涉及水性產(chǎn)品可水分散性光穩(wěn)定劑及其制備方法；屬于水性環(huán)保產(chǎn)品助劑的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性環(huán)保涂料、水性油墨等水性產(chǎn)品的開發(fā)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。水性產(chǎn)品具有低voc環(huán)保的特性；以水作為溶劑，節(jié)省大量有機(jī)溶劑資源。

然而，水性產(chǎn)品也有它自身的局限性，水性涂料耐候性不好，需要加入光穩(wěn)定劑等助劑提高涂料的耐候性?，F(xiàn)有的光穩(wěn)定劑基本都是油性產(chǎn)品，與水相容性不好甚至不溶于水，這大大限制了水性產(chǎn)品的應(yīng)用，所以開發(fā)一種可水分散性光穩(wěn)定劑是很有必要的。

目前，水性產(chǎn)品光穩(wěn)定劑應(yīng)用中存在光穩(wěn)定劑含量相對(duì)較低的問題，經(jīng)濟(jì)效益不佳等問題。例如公開號(hào)為cn100415777的中國(guó)專利中，該發(fā)明通過多相聚合制備光穩(wěn)定劑水基濃縮產(chǎn)品，其中光穩(wěn)定劑質(zhì)量占總質(zhì)量的10％～25％。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍廣、易于分散到水中的可水分散性光穩(wěn)定劑。

本發(fā)明通過先制備出一種水性樹脂，通過水性樹脂和光穩(wěn)定劑之間的協(xié)同作用，達(dá)到光穩(wěn)定劑可水分散性的效果，穩(wěn)定性好的性能。在水性產(chǎn)品助劑的應(yīng)用中具有較高的價(jià)值。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供了上述一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法。

本發(fā)明采用分子設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)出的水性樹脂分子通過和光穩(wěn)定劑分子協(xié)同作用達(dá)到水分散性的效果，其中光穩(wěn)定劑質(zhì)量占總質(zhì)量的50％～90％，并且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易于控制，制備的樣品穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍廣、易于分散到水中，在水性產(chǎn)品助劑應(yīng)用中具有非常重要的價(jià)值。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將單體、溶劑、催化劑和助劑混合均勻，加熱升溫至50～150℃，并在80～300r/min的轉(zhuǎn)速下保溫2～8h后降至室溫，加入中和劑，并攪拌均勻，制得水性樹脂預(yù)聚物；

所述的單體為丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、聚醚二元醇、聚酯二元醇、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙二醇、乙二醇、間苯二甲酸、己二酸、2,2-二羥甲基丙酸、環(huán)氧樹脂e44、環(huán)氧樹脂e51、環(huán)氧樹脂e20、三乙烯四胺、二乙烯三胺、二氨基二苯甲烷和二氨基二苯砜的一種或者多種；

所述的催化劑為過硫酸銨、過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、醋酸銻、n,n-二甲基環(huán)己胺和二月桂酸二丁基錫的一種或者多種；

2)將制得的水性樹脂預(yù)聚物、光穩(wěn)定劑、助劑和水在20～120℃的溫度下攪拌混合均勻，制得可水分散性光穩(wěn)定劑；

所述的光穩(wěn)定劑為2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯、雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、3-[3-(2-h-苯并三唑-2-基)-4-羥基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯、雙{3-[3-(2h-苯并三唑-2-基)-4-羥基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯、n-(乙氧基羰基苯基)-n'-甲基-n'-苯基甲脒和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的一種或者多種。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，步驟1)原料組成為：16～80份的單體、10～50份的溶劑、0.2～8份的催化劑、1～20份的中和劑和0.1～30份的助劑；

優(yōu)選地，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，步驟2)原料的組成為：1～35份的水性樹脂預(yù)聚物、32～90份的光穩(wěn)定劑、0.1～20份的助劑和0.1～35份的水。

優(yōu)選地，所述聚醚二元醇的分子量800～3000；聚酯二元醇的分子量800～3000。

優(yōu)選地，所述的中和劑為二乙胺、三乙胺、氨水、氫氧化鈉和氫氧化鉀的一種或者多種。

優(yōu)選地，步驟1)和2)所述的助劑都為羥甲基纖維素、聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的一種或者多種。

優(yōu)選地，所述聚乙二醇的分子量400～2000。

優(yōu)選地，所述的溶劑為水、丙酮、乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、n-甲基吡咯烷酮、環(huán)己酮、二甲苯和正丁醇的一種或者多種。

優(yōu)選地，步驟2)所述的攪拌混合均勻的攪拌速度為80～300r/min；混合的時(shí)間為5min～2h。

上述制備方法制得的可水分散性光穩(wěn)定劑：光穩(wěn)定劑質(zhì)量占總質(zhì)量的50％～90％；樣品密封并放入50～70℃烘箱中加速儲(chǔ)存4～8周不分層；將樣品分散于水中，得到乳白色均一穩(wěn)定的分散液。

本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單易于控制，制備的樣品穩(wěn)定性好、應(yīng)用范圍廣、易于分散到水中，在水性產(chǎn)品助劑應(yīng)用中具有非常重要的價(jià)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1)光穩(wěn)定劑含量高，節(jié)約成本，穩(wěn)定性好，便于儲(chǔ)存運(yùn)輸，本發(fā)明制得的可水分散性光穩(wěn)定劑中光穩(wěn)定劑的有效含量占總質(zhì)量的50％～90％，并且光穩(wěn)定劑和水性樹脂的相容性好，穩(wěn)定不易分層；

2)合成方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍更廣，便于施工，通過常規(guī)的一系列聚合反應(yīng)，制得水性樹脂，簡(jiǎn)單有效，對(duì)不同種類的光穩(wěn)定劑都有很好的水性化作用，制得的產(chǎn)品和水性涂料的相容性好，便于應(yīng)用；

3)基于水性產(chǎn)品助劑的應(yīng)用開發(fā)，有利于環(huán)保，本發(fā)明制得的產(chǎn)品，針對(duì)于水性涂料的應(yīng)用，水性產(chǎn)品低有機(jī)溶劑含量的特性有利于環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1可水分散性光穩(wěn)定劑分散到水中現(xiàn)象的圖片。

圖2是實(shí)施例1水性樹脂預(yù)聚物的紅外光譜圖。

圖3是實(shí)施例1可水分散性光穩(wěn)定劑的紅外光譜圖。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取20質(zhì)量份的丙酮、10質(zhì)量份的丙二醇丁醚和3質(zhì)量份的偶氮二異丁腈于150ml的四口燒瓶中，把10質(zhì)量份的丙烯酸、10質(zhì)量份的丙烯酸丁酯、24質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯、10質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂e51和1質(zhì)量份的偶氮二異丁腈加入滴液漏斗中，然后升溫至80℃，在190r/min的攪拌下開始滴加滴液漏斗中的液體，2h滴加完畢，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取25質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、1質(zhì)量份的三乙胺、60質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.1質(zhì)量份的烷基酚聚氧乙烯醚、0.1質(zhì)量份的十二烷基苯磺酸鈉和15質(zhì)量份的水，在50℃和100r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

以德國(guó)tensor系列傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)試可水分散性光穩(wěn)定劑的紅外譜圖，圖2是水性樹脂預(yù)聚物的紅外光譜圖，3400cm^-1處的峰為丙烯酸中的羧基峰，羧基具有很好的親水性，2900cm^-1處的峰為聚合物中碳鏈上碳?xì)滏I的峰值，碳鏈具有一定的親油性，這兩個(gè)峰的存在，說明聚合物是具有親水親油雙親性的高分子聚合物，1750cm^-1處的峰為酯基形成的峰，1200cm^-1處的峰為碳氧單鍵形成的峰，綜上，所制得的水性樹脂預(yù)聚物為雙親性的聚丙烯酸酯環(huán)氧復(fù)合樹脂；圖3是可水分散性光穩(wěn)定劑的紅外光譜圖，成鹽后3400cm^-1處的峰消失，此時(shí)親水性更強(qiáng)，更易溶于水，2900cm^-1處為聚合物中碳鏈上碳?xì)滏I以及光穩(wěn)定劑中的碳?xì)滏I形成的峰，1750cm^-1處為聚合物中酯基和光穩(wěn)定劑中酯基共同形成的峰，1200cm^-1處為碳氧單鍵形成的峰，1100cm^-1處為光穩(wěn)定劑中碳氮鍵形成的峰，綜上，可水分散性光穩(wěn)定劑為鹽化后的雙親性聚丙烯酸酯環(huán)氧復(fù)合樹脂、光穩(wěn)定劑雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和部分助劑的混合體系。

取少量純的光穩(wěn)定劑雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯加入到水中，經(jīng)過攪拌靜置后，光穩(wěn)定劑與水分層并浮于水面上方；而將制得的可水分散性光穩(wěn)定劑加入到水中，攪拌靜置后，如圖1所示，形成均一穩(wěn)定的乳白色液體，放置72小時(shí)以上不會(huì)出現(xiàn)分層或者浮油等現(xiàn)象，水溶性好。

實(shí)施例2

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取30質(zhì)量份的丙二醇甲醚和2質(zhì)量份的偶氮二異丁腈于150ml的四口燒瓶中，把6質(zhì)量份的丙烯酸、24質(zhì)量份的丙烯酸丁酯、10質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯、10質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂e20和1質(zhì)量份的偶氮二異丁腈加入滴液漏斗中，然后升溫至85℃，在130r/min的攪拌下開始滴加滴液漏斗中的液體，2h滴加完畢，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取35質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、5質(zhì)量份的乙二胺、50質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、0.1質(zhì)量份的十二烷基苯磺酸鈉和15質(zhì)量份的水，在25℃和150r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌25min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例3

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50質(zhì)量份二苯基甲烷二異氰酸酯、20質(zhì)量份聚醚二元醇(分子量800)、20質(zhì)量份n-甲基吡咯烷酮、5質(zhì)量份2,2-二羥甲基丙酸和0.2質(zhì)量份的n,n-二甲基環(huán)己胺于具有良好密閉性的150ml四口燒瓶，加熱升溫至50℃，并在180r/min的攪拌條件下，保溫3h，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取30質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、3質(zhì)量份的三乙胺、68質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2質(zhì)量份的羥甲基纖維素、2質(zhì)量份的聚乙二醇和0.1質(zhì)量份的水，在150℃和100r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌45min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例4

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取40質(zhì)量份的水和0.5質(zhì)量份的過硫酸銨于150ml的四口燒瓶中，把25質(zhì)量份的丙烯酸、10質(zhì)量份的丙烯酸丁酯、10質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯、8質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂e44和5質(zhì)量份的甲基丙烯酸羥乙酯加入滴液漏斗中，然后升溫至95℃，在130r/min的攪拌下開始滴加滴液漏斗中的液體，2h滴加完畢，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取30質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、1質(zhì)量份的乙二胺、50質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、0.1質(zhì)量份烷基酚聚氧乙烯醚的和20質(zhì)量份的水，在80℃和80r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌15min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例5

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取10質(zhì)量份的六亞甲基二異氰酸酯、20質(zhì)量份的異佛爾酮二異氰酸酯、10質(zhì)量份的n-甲基吡咯烷酮、10質(zhì)量份的2,2-二羥甲基丙酸、30質(zhì)量份的聚酯二元醇(分子量1000)和0.5質(zhì)量份的二月桂酸二丁基錫于具有良好密閉性的150ml四口燒瓶，加熱升溫至70℃，并在180r/min的攪拌條件下，保溫3h，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取20質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、8質(zhì)量份的氫氧化鈉、80質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑雙(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、11.5質(zhì)量份的脂肪醇聚氧乙烯醚和0.1質(zhì)量份的水，在50℃和100r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌90min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例6

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取30質(zhì)量份環(huán)氧樹脂e51、0.5質(zhì)量份的過硫酸銨、10質(zhì)量份丙烯酸丁酯、10質(zhì)量份丙烯酸和30質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯于具有良好密閉性的150ml四口燒瓶，加熱升溫至60℃，并在180r/min的攪拌條件下，保溫3h，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取15質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、7質(zhì)量份的三乙胺、85質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、0.1質(zhì)量份的十二烷基硫酸鈉和0.1質(zhì)量份的水，在40℃和250r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌85min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例7

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取20質(zhì)量份的異佛爾酮二異氰酸酯、0.5質(zhì)量份的醋酸銻、10質(zhì)量份n-甲基吡咯烷酮、5質(zhì)量份2,2-二羥甲基丙酸、30質(zhì)量份的聚酯二元醇(分子量1000)、10質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯、5質(zhì)量份的丙烯酸和0.2質(zhì)量份的偶氮二異丁腈于具有良好密閉性的150ml四口燒瓶，加熱升溫至60℃，并在180r/min的攪拌條件下，保溫3h，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取15質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、5質(zhì)量份的三乙胺中和劑、80質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、14.5質(zhì)量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、0.1質(zhì)量份的十二烷基硫酸鈉和5質(zhì)量份的水，在90℃和150r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50min勻，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例8

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取30質(zhì)量份的水和0.5質(zhì)量份的過硫酸銨于150ml的四口燒瓶中，把30質(zhì)量份的丙烯酸、15質(zhì)量份的丙烯酸丁酯、10質(zhì)量份的甲基丙烯酸甲酯、11質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂e51和2質(zhì)量份的甲基丙烯酸羥乙酯加入滴液漏斗中，然后升溫至95℃，在130r/min的攪拌下開始滴加滴液漏斗中的液體，2h滴加完畢，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取25質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、1質(zhì)量份的乙二胺，55質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、1質(zhì)量份烷基酚聚氧乙烯醚的和20質(zhì)量份的水，在20℃和200r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

實(shí)施例9

一種可水分散性光穩(wěn)定劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取15質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂e44、5質(zhì)量份的六亞甲基二異氰酸酯、27質(zhì)量份的聚酯二元醇(分子量1000)、0.5質(zhì)量份的二月桂酸二丁基錫、15質(zhì)量份n-甲基吡咯烷酮、8質(zhì)量份2,2-二羥甲基丙酸和15質(zhì)量份的乙二醇于具有良好密閉性的150ml四口燒瓶，加熱升溫至65℃，并在240r/min的攪拌條件下，保溫3h，制得水性樹脂預(yù)聚物；

(2)取30質(zhì)量份的水性樹脂預(yù)聚物、5質(zhì)量份的氫氧化鈉、68質(zhì)量份的光穩(wěn)定劑雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、10質(zhì)量份的烷基酚聚氧乙烯醚、2質(zhì)量份的十二烷基硫酸鈉和0.1質(zhì)量份的水，在75℃和130r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌60min，制得可水分散性光穩(wěn)定劑。

本實(shí)施例各項(xiàng)性能測(cè)試與實(shí)施例1基本相同，制得的可水分散性光穩(wěn)定劑易溶到水中并均一穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例1附圖類似。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。