一種水性效應顏料定向排列劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及定向排列劑技術領域，具體涉及一種水性效應顏料定向排列劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]面對日益惡化的環境，世界各國對環境保護的高度關切，國外20世紀末期就開始進行低V0C含量甚至零V0C含量的涂料油墨的開發，使用水性涂料、油墨替代現有的工藝和技術成熟的石油溶劑涂料、油墨是大勢所趨。
[0003]由于流行時尚，汽車及其他消費市場的需求推動，能產生特殊效應的顏料(如隨角異色效應或裝飾性花紋效應)，具有增長的經濟價值并且能在各種工業產品及終端用戶中得到推廣應用。在裝飾用途方面，特殊的效應顏料具有以下三種優勢:(a)這種顏料能創造光學深淺莫測的幻覺，例如在轎車涂料中采用珠光顏料就能觀察到這種現象；(b)這種顏料能產生難以捉摸的隨角異色吸引眼球的驚奇色彩效果，例如可用于轎車涂料或裝飾性彩印中；(c)這種顏料能模擬天然珍珠的效果應用于鈕扣、塑料瓶以及很多其他裝飾性物件中。溶劑型涂料油墨中使用效應顏料制造出來的涂層已經得到大家的廣泛認同，然而由于沒有水性效應顏料定向排列劑，水性仿金屬涂料中的珠光顏料、鋁粉顏料雜亂無章地分布在涂料中從而影響了光線的反射，使得金屬感下降，沒有溶劑型仿金屬涂料的金屬感好，以至于影響水性仿金屬涂料推廣的應用。
[0004]在國外雖然有相關的產品在銷售，但是還沒有這一塊的專利，國內專利CN102344710 A采用溶劑溶解之后在進行乳化的方法制備的排列劑，但是配方中依然會有V0C成分，本專利帶來一種零V0C排放水性效應顏料定向排列劑及其制備方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的之一是針對現有技術中的上述不足，提供一種水性效應顏料定向排列劑，V0C排放為零，水性效應顏料能在涂料中定向排列，金屬感強。
[0006]本發明的目的之二是針對現有技術中的上述不足，提供一種水性效應顏料定向排列劑的制備方法，工藝簡單，有利于規模化生產。
[0007]本發明的目的之三是針對現有技術中的上述不足，提供一種水性效應顏料定向排列劑的應用，其在水性涂料添加中0.2%-3%即可以得到極佳的閃光效果。
[0008]本發明的目的通過以下技術方案實現。
[0009]—種水性效應顏料定向排列劑，由以下重量份的原料組成:
單體10-50份
乳化劑1-10份
引發劑0.5-5份
去尚子水 50-100份。
[0010]將單體、乳化劑、引發劑、去離子水在反應釜中乳化好之后，再經過自由基聚合，gp可得到效應顏料定向排列劑。
[0011]優選地，一種水性效應顏料定向排列劑，由以下重量份的原料組成:
單體15-40份
乳化劑2-8份
引發劑1-5份
去尚子水 50-80份。
[0012]其中，所述單體為丙烯酸單體或甲基丙烯酸單體，所述丙烯酸單體為丙烯酸、丙烯酸酯中的一種或兩種，所述甲基丙烯酸單體為甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯中的一種或兩種。
[0013]其中，所述甲基丙烯酸酯的結構式為:H2C=C(R)-C0-0-(CHz-CH20)n-R°，其中，R是Η或CH3，η為2-100的自然數，優選地，η為10-60的自然數，R°是含有4_36個碳原子的基團、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯中的至少一種。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數為C1-C8中的一種。
[0014]其中，所述乳化劑為吐溫系列、司盤系列、異構十三醇聚氧乙烯醚系列、直鏈脂肪醇聚氧乙烯醚系列、壬基酚聚氧乙烯醚系列、丁二酸磺酸鈉、二異丁基蔡磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。
[0015]所述吐溫系列為吐溫-20、吐溫-21、吐溫-40、吐溫-60、吐溫-61、吐溫-80、吐溫-81、吐溫-85中的至少一種。
[0016]所述司盤系列為司盤-20、司盤-40、司盤-80中的至少一種。
[0017]其中，所述弓I發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀的一種或者兩種以任意比例組成的混合物。優選地，所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀以質量比為2-3:1-1.5組成的混合物。
[0018]—種水性效應顏料定向排列劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)預乳液的制備:將乳化劑溶于占去離子水總量70-80%的去離子水中，在轉速400-800RPM下，攪拌均勻后，加入單體進行乳化10-60min，得到預乳液；
(2)引發劑溶液的制備:將引發劑溶于占去離子水總量5-20%的去離子水中，攪拌均勻，得引發劑溶液；
(3)預聚物的制備:將剩余的去離子水和質量百分比為5-30%的預乳液加入反應釜中，在轉速400-800RPM下升溫至75-85°C，加入質量百分比為3_8%引發劑溶液，恒溫預聚
0.5-1.5小時，即可得到預聚物；
(4)水性效應顏料定向排列劑的制備:向預聚物中滴加余下預乳液，預乳液1.5-4小時勻速滴加完畢，同時滴加余下引發劑溶液，引發劑溶液2-4.5小時勻速滴加完畢，滴加過程中保持400-800RPM轉速，溫度控制在75-85 °C，所有物料滴加完畢之后保持溫度75-85 °C保溫0.5-2小時，再升溫至80-95°C保溫0.5-3小時，然后冷卻至20-40°C過濾出料，過濾，即得水性效應顏料定向排列劑。
[0019]其中，所述步驟(4)中，預乳液1.5-4小時勻速滴加完畢，引發劑溶液2-4.5小時勻速滴加完畢。
[0020]其中，所述步驟(4)中，滴加過程中保持400-800RPM轉速，溫度控制在75-85°C。
[0021]—種水性效應顏料定向排列劑的制備方法，制得的水性效應顏料定向排列劑應用在水性涂料中，其在水性涂料中的質量百分比為0.2-3%。
[0022]本發明的有益效果: (1)本發明的定向排列劑中，單體聚合后在涂料油墨中使原有的雜亂無章的效應顏料粒子平行排布；乳化劑能促使兩種互不相溶的液體形成穩定乳濁液的物質，形成油水共存的穩定分散體系；引發劑受熱分解成自由基的化合物，可用于引發烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應，制得的定向排列劑的VOC排放為零，水性效應顏料能在涂料中定向排列，金屬感強。
[0023](2)本發明的制備方法，工藝簡單，有利于規模化生產。
[0024](3)本發明的定向排列劑的應用，其在水性涂料添加中0.2%-3%即可以得到極佳的閃光效果。
【具體實施方式】
[0025]結合以下實施例對本發明作進一步描述。
[0026]實施例1
本實施例的一種水性效應顏料定向排列劑，由以下重量份的原料組成:單體10份、乳化劑1份、引發劑0.5份、去離子水50份。
[0027]其中，所述單體為丙烯酸單體，所述丙烯酸單體為丙烯酸。
[0028]其中，所述乳化劑為吐溫系列中的一種。
[0029]其中，所述引發劑為過硫酸銨。
[0030]—種水性效應顏料定向排列劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)預乳液的制備:將乳化劑溶于占去離子水總量70%的去離子水中，在轉速400RPM下，攪拌均勻后，加入單體進行乳化60min，得到預乳液；
(2)引發劑溶液的制備:將引發劑溶于占去離子水總量20%的去離子水中，攪拌均勻，得引發劑溶液；
(3)預聚物的制備:將剩余的去離子水和質量百分比為5%的預乳液加入反應釜中，在轉速400RPM下升溫至75°C，加入質量百分比為3%引發劑溶液，恒溫預聚1.5小時，即可得到預聚物；
(4)水性效應顏料定向排列劑的制備:向預聚物中滴加余下預乳液，預乳液4小時勻速滴加完畢，同時滴加余下引發劑溶液，引發劑溶液4.5小時勻速滴加完畢，滴加過程中保持400RPM轉速，溫度控制在75°C，所有物料滴加完畢之后保持溫度75°C保溫2小時，再升溫至80°C保溫3小時，然后冷卻至20°C過濾出料，過濾，即得水性效應顏料定向排列劑。
[0031]—種水性效應顏料定向排列劑的制備方法，制得的水性效應顏料定向排列劑應用在水性涂料中，其在水性涂料中的質量百分比為0.2%。
[0032]實施例2
本實施例的一種水性效應顏料定向排列劑，由以下重量份的原料組成:單體15份、乳化劑2份、引發劑1份、去