一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種防腐水溶性醇酸樹脂及其制備方法，具體涉及一種具有優異防腐 性能的水性醇酸樹脂及其制備方法，屬于化工技術領域。
【背景技術】
[0002] 醇酸樹脂具有良好的綜合性能，其原材料來源廣泛，不完全依賴石油化工產品，生 產成本受石油價格影響相對較少，廣泛應用于金屬防腐、建筑內外墻涂裝、木器裝飾等領 域。水溶性醇酸樹脂是一種由植物油、多元酸與多元醇經酯化縮聚制成的一種可溶于水的 醇酸樹脂，合成后酸值較高，加入催干劑可以常溫干燥，和交聯劑混合可制成烤漆。因以水 為溶劑，節省了大量有機溶劑，減少了 V0C的排放，既節約資源，又對環境友好，具有廣闊的 市場發展前景。
[0003] 但是以水溶性醇酸樹脂為原料，采用常規技術制備的油漆防腐性能不是太高。如 果油漆的防腐性能不高，金屬很容易被腐蝕造成損失。因此，提高油漆的抗沖擊性能和防腐 性能都是至關重要的。
[0004] 隨著技術的進步，市場上出現了各種通過對醇酸樹脂改性提高防腐性能的方法。 例如，專利號CN201010029015的發明專利，涉及一種環氧改性醇酸樹脂的制備方法，合成親 水型端羧基醇酸樹脂后加入環氧樹脂進行化學接枝反應，得到的環氧改性水性醇酸樹脂提 高了耐腐蝕性能。專利號CN201510313955的發明專利，涉及一種水性丙烯酸改性醇酸樹脂 的制備方法，先合成酸值小于10mgK0H/g的醇酸樹脂后滴加丙烯酸單體最后得到酸值18~ 25mgK0H/g，固含75-85 %的改性樹脂，和氨基樹脂搭配可制成烤漆具有較好的硬度和耐水 性。但是防腐性能還需進一步提高。
【發明內容】
[0005] 本發明針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有優異防腐性能的水性醇酸 樹脂及其制備方法，通過在合成過程中引入氨基基團，可以有效提高醇酸樹脂的防腐，抗沖 擊性等性能。
[0006] 為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[0007] -種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，包含以下組分：
[0008] 組分i:重量系數為10~20%的長鏈二醇，其中，長鏈二醇的主鏈上至少含有6個碳 原子，端基為兩個羥基，
[0009 ] 組分i i:重量系數為1~10 %的不少于3個羥基的多元醇，
[0010] 組分iii:重量系數為10~35%的含有不少于6個碳原子的長鏈二酸，
[0011] 組分iv:重量系數為3~15 %的含有不少于3個羧基的多元羧酸，
[0012] 組分v:重量系數為15~35%的油酸，
[0013] 組分vi:重量系數為1~10%的尿素，
[0014] 組分vi i :組分vi i :重量系數為1~3 %的不飽和酸酐。
[0015] 所述的長鏈二醇為1，6己二醇、1，7庚二醇、1，8新二醇、2，7新二醇、1，9壬二醇、2，8 壬二醇、1，10癸二醇、2，9癸二醇、1，1Η烷二醇，1，12十二烷二醇、2，11十二烷二醇中的 一種或幾種組合物。
[0016] 所述的多元羥基包括三官能團的三羥甲基丙烷和四羥基的季戊四醇。
[0017] 所述的長鏈二酸為苯酐、間苯二酸、鄰苯二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸 二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二聚酸中的一種或 幾種的組合物。
[0018] 所述的多元羧酸為苯三甲酸或偏苯三酸酐。
[0019] 所述的油酸為大豆油酸、妥爾油酸、椰子油、亞麻油或脫水蓖麻油。
[0020] 所述的引入亞氨基基團的物質為尿素。
[0021] 所述的不飽和酸酐為酸酐，四氫苯酐，十二烷基琥珀酸酐中的一種或幾種的組合 物。
[0022] 本發明的另一個目的是提供一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂的制備方法， 包括如下步驟：
[0023] (1)將油酸、酸酐投入反應釜中升溫至180~200°C，持溫2小時，加入尿素引入亞胺 基團，在160~180 °C下持穩30~120分鐘，降溫；
[0024] (2)將組分i，組分ii，組分iii混合后加入步驟（1)制備的反應物中，升溫脫水進行 聚合反應，直至體系酸值小于15mgK0H/g;
[0025] (3)將步驟(2)所得反應物與組分iv進行聚合反應，至體系酸值達到30~60mgK0H/ g;
[0026] (4)添加中和劑中和稀釋即得水性醇酸樹脂。
[0027]步驟（4)所述的中和劑為氨水、三乙胺、N，N_二甲基乙醇胺中的一種或幾種組合 物。
[0028] 步驟(4)所述中和劑添加條件為:溫度不高于60°C，pH8.0~9.5。
[0029] 制備的水性醇酸樹脂可加入催干劑常溫自干，也可加入交聯劑制成烤漆。
[0030] 本發明的有益效果是：
[0031] (1)本發明方法在保持水溶性醇酸樹脂優異性能的同時，改善了樹脂的干燥速度 和硬度，同時提高了其耐腐蝕性能，機械性能和附著力，可廣泛應用于水性工業涂料領域。
[0032] (2)工藝簡單，成本低廉，適合工業化生產。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發明，并 不限制本發明的范圍。
[0034] 實施例1
[0035]將酸酐16g，妥爾油酸350g投入帶攪拌和回流冷凝器的聚合釜中，攪拌下升溫至 200°C反應1小時降溫至180°C，加入尿素6g持溫2小時，降溫加入新戊二醇70g，丙三醇75g， 季戊四醇125g，鄰苯二甲酸酐110g，苯甲酸100g從170°C開始升溫至220°C，待酸價小于 10mgK0H/g后降溫加入偏苯三甲酸酐，160°C持溫至酸價為40mgK0H/g。加入中和劑氨水和稀 釋溶劑即得水性醇酸樹脂，過濾包裝。制備的水性醇酸樹脂技術參數為：
[0036] 外觀:澄清透明
[0037] 色數：〈10
[0038] 粘度：3000-9000ερ8(23Γ)
[0039] 固體含量:65 ±2%
[0040] 實施例2
[0041]將酸酐16g，脫水蓖麻油酸300g投入帶攪拌和回流冷凝器的聚合釜中，攪拌下升溫 至200 °C反應1小時，降溫至180 °C，加入尿素5g持溫2小時，降溫加入新戊二醇65g，丙三醇 83g，季戊四醇102g，鄰苯二甲酸酐120g，苯甲酸110g從170°C開始升溫至225°C，待酸價小于 10mgK0H/g后降溫加入偏苯三甲酸酐，160°C持溫至酸價為50mgK0H/g。加入中和劑氨水和稀 釋溶劑即得水性醇酸樹脂，過濾包裝。制備的水性醇酸樹脂技術參數為：
[0042] 外觀:澄清透明
[0043] 色數：〈10
[0044] 粘度:4000-1000(^ρ8(23Γ)
[0045] 固體含量:65 ±2%
[0046] 實施例3
[0047] 將以上實施例中制備的水性醇酸樹脂加入催干劑及其他助劑后用水稀釋調粘，進 行噴涂測試漆膜性能。配方如表1:
[0048]表1加入水性醇酸樹脂的漆膜配方
[0049]
[0050]加入水性醇酸樹脂的漆膜性能測試結果如表2:
[00511表2漆膜性能測試結果
[0052]
[00
[0054]由表2可知，將本發明方法制備的水性醇酸樹脂添加到油漆中，具有良好的防腐性 能，抗沖擊性強，快干，可用于木器和金屬漆，有利于產品應用及推廣，對行業技術的提高有 顯著的促進作用。
【主權項】
1. 一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:包含以下組分： 組分i:重量系數為10~20%的長鏈二醇，其中，長鏈二醇的主鏈上至少含有6個碳原 子，端基為兩個羥基， 組分ii:重量系數為1~10%的不少于3個羥基的多元醇， 組分iii:重量系數為10~35%的含有不少于6個碳原子的長鏈二酸， 組分iv:重量系數為3~15 %的含有不少于3個羧基的多元羧酸， 組分v:重量系數為15~35 %的油酸， 組分vi:重量系數為1~10 %的尿素， 組分vi i :重量系數為1~3 %的不飽和酸酐。2. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 長鏈二醇為1，6己二醇、1，7庚二醇、1，8新二醇、2，7新二醇、1，9壬二醇、2，8壬二醇、1，10癸 二醇、2，9癸二醇、1，1Η烷二醇，1，12十二烷二醇、2，11十二烷二醇中的一種或幾種組合 物。3. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 多元羥基包括三官能團的三羥甲基丙烷和四羥基的季戊四醇。4. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 長鏈二酸為苯酐、間苯二酸、鄰苯二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二 酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二聚酸中的一種或幾種的組合物。5. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 多元羧酸為偏苯三甲酸或偏苯三酸酐。6. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 油酸為大豆油酸、妥爾油酸、椰子油、亞麻油或脫水蓖麻油。7. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 引入亞氣基基團的物質為尿素。8. 根據權利要求1所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂，其特征在于:所述的 不飽和酸酐為酸酐，四氫苯酐，十二烷基琥珀酸酐中的一種或幾種的組合物。9. 一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂的制備方法，其特征在于:包括如下步驟： (1) 將油酸、酸酐投入反應釜中升溫至180~200°C，持溫2小時，加入尿素引入亞胺基 團，在160~180 °C下持穩30~120分鐘，降溫； (2) 將組分i，組分ii，組分iii混合后加入步驟（1)制備的反應物中，升溫脫水進行聚合 反應，直至體系酸值小于15mgKOH/g; (3) 將步驟(2)所得反應物與組分iv進行聚合反應，至體系酸值達到30~60mgK0H/g; (4) 在溫度40~60 °C，pH8.0~9.5的條件下添加中和劑中和稀釋即得水性醇酸樹脂；制 備的水性醇酸樹脂可加入催干劑常溫自干，也可加入交聯劑制成烤漆。10. 根據權利要求9所述的一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂的制備方法，其特征 在于:步驟(4)所述的中和劑為氨水、三乙胺、N，N-二甲基乙醇胺中的一種或幾種組合物。
【專利摘要】本發明涉及一種具有優異防腐性能的水性醇酸樹脂及其制備方法，屬于化工技術領域；其組分包括重量系數為10～20％的長鏈二醇、重量系數為1～10％的不少于3個羥基的多元醇、重量系數為10～35％的含有不少于6個碳原子的長鏈二酸、重量系數為3～15％的含有不少于3個羧基的多元羧酸、重量系數為15～35％的油酸、重量系數為1～10％的尿素和引入亞氨基基團的物質；制備方法為在油酸、酸酐中加入尿素引入亞胺基團，然后加入長鏈二醇、多元醇和長鏈二酸，升溫脫水進行聚合反應，至體系酸值小于15mgKOH/g；再與多元羧酸進行聚合反應，至體系酸值達到30～60mgKOH/g；添加中和劑中和稀釋即得水性醇酸樹脂；該方法制備的產品具有良好的防腐性能，抗沖擊性強，快干，可用于木器和金屬漆。
【IPC分類】C09D5/08, C08G63/685, C09D167/08
【公開號】CN105601898
【申請號】CN201511033307
【發明人】劉勇, 袁建中
【申請人】帝斯曼先達合成樹脂(佛山)有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月30日