本发明涉及涂料助剂技术领域，具体涉及一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂及其制备方法。
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；cn105399883a所制备的定向排列剂对于水性体系的助溶剂较为敏感，当助溶剂量比较多的时候或者极性较低时会出现定向效果不好或者完全没有定向效果。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，该酰胺改性水性效应颜料定向排列剂voc排放为零，由于引入了酰胺基团，氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强，而且应用领域更宽，特别的对有助溶剂的水性体系，不论极性高低或者添加量的多少，均可以适用。
本发明的另一目的在于提供一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可达规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺3-5份
不饱和二元酸5-25份
单体10-50份
乳化剂1-10份
中和剂3-5份
引发剂0.5-5份
去离子水50-150份。
优选的，由以下重量份的原料组成：
有机二胺3-5份
不饱和二元酸5-20份
单体15-40份
乳化剂2-8份
中和剂3-5份
引发剂1-5份
去离子水50-120份。
优选的，所述有机二胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺和聚醚二胺中的至少一种。本发明通过采用上述有机二胺，制得的定向排列剂氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强。
优选的，所述不饱和二元酸为衣康酸、富马酸、十八碳烯二酸和十七碳烯二酸中的至少一种。本发明通过采用上述不饱和二元酸，制得的定向排列剂氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强。
优选的，所述单体为丙烯酸单体和/或甲基丙烯酸单体。本发明通过采用上述单体，制得的定向排列剂氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强。
优选的，所述丙烯酸单体为丙烯酸和/或丙烯酸酯。更为优选的，所述丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯以重量比2-4：5-7：1组成的混合物。本发明通过采用上述丙烯酸单体，制得的定向排列剂氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强。
优选的，所述甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸酯。所述甲基丙烯酸酯的结构式为h2c=c(r)-co-0-(chz-ch20)n-r0，其中，r是h或ch3，n为2-100的自然数，r0是含有4-36个碳原子的基团、含有4-11个碳原子的丙烯酸烷基酯、含有5-12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯或苯乙烯。本发明通过采用上述甲基丙烯酸单体，制得的定向排列剂氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强。
优选的，所述乳化剂为异构十三醇聚氧乙烯醚、直链脂肪醇聚氧乙烯醚、丁二酸磺酸钠、二异丁基蔡磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。本发明通过采用上述乳化剂，其乳化效果好，有利于聚合反应的进行。
优选的，所述中和剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-乙基-1，3-二丙醇、单乙醇胺、二甲基乙醇胺、丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺和氨丙基甲基乙醇胺中的至少一种。本发明通过采用上述中和剂，其中和效果好。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。本发明通过采用上述引发剂，其引发效果好，可以引发自由基聚合和共聚合反应，能提高单体的聚合速率。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至150-160℃脱水0.5-1h，抽真空至0.095mpa，保持0.5-1h后冷却至80-100℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量10%-20%的去离子水溶解，冷却至30-40℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量50%-60%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化10-60min，得到预乳液；
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；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为5-30%的预乳液加入反应釜中，在转速400-800rpm下升温至75-85℃，加入质量百分比为3-8%引发剂溶液，恒温预聚0.5-1.5h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液1.5-4.0h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液2.0-4.5h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为400-800rpm，温度为75-85℃，所有物料滴加完毕之后保持温度75-85℃保温0.5-2.0h，再升温至80-95℃保温0.5-3.0h，然后冷却至20-40℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
本发明通过将有机二胺和不饱和二元酸反应之后用中和剂中和，将中间体溶解于水中作为打底料，用乳化剂乳化的单体滴入装有打底料、引发剂、去离子水经过自由基聚合，即可得到酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
本发明的有益效果在于：本发明的酰胺改性水性效应颜料定向排列剂voc排放为零，由于引入了酰胺基团，氢键能力更强，触变性也更好，定向排列性和金属感更强，而且应用领域更宽，特别的对有助溶剂的水性体系，不论极性高低或者添加量的多少，均可以适用。
本发明的另一目的在于提供一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可达规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺3份
不饱和二元酸5份
单体10份
乳化剂1份
中和剂3份
引发剂0.5份
去离子水50份。
所述有机二胺为乙二胺。
所述不饱和二元酸为衣康酸。
所述单体为丙烯酸单体。
所述丙烯酸单体为丙烯酸和/或丙烯酸酯。所述丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯以重量比2：5：1组成的混合物。
所述乳化剂为异构十三醇聚氧乙烯醚。
所述中和剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇或2-氨基-2-乙基-1，3-二丙醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至150℃脱水0.5h，抽真空至0.095mpa，保持0.5h后冷却至80℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量10%的去离子水溶解，冷却至30℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量50%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化10min，得到预乳液；
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；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为5%的预乳液加入反应釜中，在转速400rpm下升温至75℃，加入质量百分比为3-8%引发剂溶液，恒温预聚0.5h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液1.5h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液2.0h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为400rpm，温度为75℃，所有物料滴加完毕之后保持温度75℃保温0.5h，再升温至80℃保温0.5h，然后冷却至20℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
实施例2
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺3份
不饱和二元酸5份
单体15份
乳化剂2份
中和剂3份
引发剂1份
去离子水50份。
所述有机二胺为丙二胺。
所述不饱和二元酸为富马酸。
所述单体为甲基丙烯酸单体。
所述甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸酯。
所述甲基丙烯酸酯的结构式为h2c=c(r)-co-0-(chz-ch20)n-r0，其中，r是h或ch3，n为20，r0是含有4-36个碳原子的基团。
所述乳化剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚。
所述中和剂为单乙醇胺。
所述引发剂为过硫酸钠。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至152℃脱水0.6h，抽真空至0.095mpa，保持0.6h后冷却至85℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量12%的去离子水溶解，冷却至32℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量52%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化20min，得到预乳液；
引发剂溶液的制备：将引发剂溶于占去离子水总量8%的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为10%的预乳液加入反应釜中，在转速500rpm下升温至78℃，加入质量百分比为3-8%引发剂溶液，恒温预聚0.8h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液2h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液2.5h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为500rpm，温度为78℃，所有物料滴加完毕之后保持温度78℃保温0.8h，再升温至84℃保温1h，然后冷却至25℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
实施例3
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺4份
不饱和二元酸15份
单体30份
乳化剂5份
中和剂4份
引发剂2.5份
去离子水100份。
所述有机二胺为丁二胺。
所述不饱和二元酸为十八碳烯二酸。
所述单体为丙烯酸单体。
所述丙烯酸单体为丙烯酸和/或丙烯酸酯。所述丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯以重量比3：6：1组成的混合物。
所述乳化剂为丁二酸磺酸钠。
所述中和剂为二甲基乙醇胺。
所述引发剂为过硫酸铵。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至155℃脱水0.8h，抽真空至0.095mpa，保持0.8h后冷却至90℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量10%-20%的去离子水溶解，冷却至35℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量55%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化35min，得到预乳液；
引发剂溶液的制备：将引发剂溶于占去离子水总量12%的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为20%的预乳液加入反应釜中，在转速600rpm下升温至80℃，加入质量百分比为3-8%引发剂溶液，恒温预聚1h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液2.5h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液3.5h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为600rpm，温度为80℃，所有物料滴加完毕之后保持温度80℃保温1.2h，再升温至88℃保温2h，然后冷却至30℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
实施例4
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺3-5份
不饱和二元酸5-25份
单体10-50份
乳化剂1-10份
中和剂3-5份
引发剂0.5-5份
去离子水50-150份。
由以下重量份的原料组成：
有机二胺3-5份
不饱和二元酸5-20份
单体15-40份
乳化剂2-8份
中和剂3-5份
引发剂1-5份
去离子水50-120份。
所述有机二胺为己二胺。
所述不饱和二元酸为十七碳烯二酸。
所述单体为甲基丙烯酸单体。
所述甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸酯。
所述甲基丙烯酸酯的结构式为h2c=c(r)-co-0-(chz-ch20)n-r0，其中，r是h或ch3，n为80，r0是含有4-11个碳原子的丙烯酸烷基酯、含有5-12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯或苯乙烯。
所述乳化剂为二异丁基蔡磺酸钠。
所述中和剂为丁基乙醇胺或丁基二乙醇胺。
所述引发剂为过硫酸钾。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至150-160℃脱水0.5-1h，抽真空至0.095mpa，保持0.5-1h后冷却至80-100℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量10%-20%的去离子水溶解，冷却至30-40℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量50%-60%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化10-60min，得到预乳液；
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；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为5-30%的预乳液加入反应釜中，在转速400-800rpm下升温至75-85℃，加入质量百分比为3-8%引发剂溶液，恒温预聚0.5-1.5h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液1.5-4.0h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液2.0-4.5h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为400-800rpm，温度为75-85℃，所有物料滴加完毕之后保持温度75-85℃保温0.5-2.0h，再升温至80-95℃保温0.5-3.0h，然后冷却至20-40℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
实施例5
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂，由以下重量份的原料组成：
有机二胺5份
不饱和二元酸25份
单体50份
乳化剂10份
中和剂5份
引发剂5份
去离子水150份。
所述有机二胺为聚醚二胺。
所述不饱和二元酸为衣康酸。
所述单体为丙烯酸单体。
所述丙烯酸单体为丙烯酸和/或丙烯酸酯。所述丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯以重量比4：7：1组成的混合物。
所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
所述中和剂为氨丙基甲基乙醇胺。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。
一种酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）中间体的制备：在反应釜中加入有机二胺和不饱和二元酸，升温至160℃脱水1h，抽真空至0.095mpa，保持1h后冷却至100℃，加入中和剂中和，再加入占去离子水总量20%的去离子水溶解，冷却至40℃待用；
（2）预乳液的制备：将乳化剂溶于占去离子水总量60%的去离子水中，搅拌均匀后，加入单体乳化60min，得到预乳液；
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；
（3）预聚物的制备：将中间体、剩余的去离子水和质量百分比为30%的预乳液加入反应釜中，在转速800rpm下升温至85℃，加入质量百分比为8%引发剂溶液，恒温预聚1.5h，即可得到预聚物；
（4）酰胺改性水性效应颜料定向排列剂的制备：向预聚物中滴加余下预乳液，预乳液4.0h匀速滴加完毕，同时滴加余下引发剂溶液，引发剂溶液4.5h匀速滴加完毕，滴加过程中保持转速为800rpm，温度为85℃，所有物料滴加完毕之后保持温度85℃保温2.0h，再升温至95℃保温3.0h，然后冷却至40℃，过滤出料，制得酰胺改性水性效应颜料定向排列剂。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。