利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體合成的水性醇酸乳液的製作方法

2023-11-11 02:38:57 1

技術領域：
：本發明涉及水性醇酸乳液
技術領域：
，具體涉及一種利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體合成的水性醇酸乳液。
背景技術：
：：醇酸樹脂具有氧化自交聯、塗層豐滿、裝飾性好、易施工的特點，並以植物油-可再生資源為原料，具有可持續發展和「綠色」特性，在塗料行業佔有舉足輕重的地位，用量很大。傳統醇酸樹脂塗料含有40％以上的烴溶劑，既汙染環境又浪費資源。隨著人們環保意識的提高以及各國限制voc法規的出臺，開發環境友好型的水性醇酸樹脂不但可以減少有機溶劑的使用，減輕環境汙染，還能帶來巨大的經濟效益和社會效益。目前，水性醇酸樹脂主要包括以下幾種：(1)水分散型醇酸乳液。利用溫度轉相法或轉相乳化點法，藉助乳化劑將醇酸樹脂乳化，製得水分散型醇酸樹脂，但轉相乳化劑用量大，使得塗膜耐水性、成膜性差；(2)水稀釋性醇酸樹脂。將多聚乙二醇親水基團引入醇酸分子中，然後在助溶劑的幫助下分散於水溶液中形成水稀釋性醇酸樹脂，所得乳液粘度高，塗膜耐水性差且有機溶劑含量高。(3)水溶性的醇酸樹脂。利用成鹽法製備水性醇酸樹脂，將過量羧基引入醇酸樹脂的分子中，並用胺或氨水中和成鹽以獲得水溶性的醇酸樹脂，所得乳液固含量低，儲存穩定性差，塗膜硬度低，同時含有少量助溶劑。針對上述問題，本公司開發出一種利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體合成的水性醇酸乳液，該乳液酸值低，耐水和耐鹽霧性能比成鹽法製得的水性醇酸樹脂好，且voc含量也低於成鹽法製得的水性醇酸樹脂。技術實現要素：：本發明所要解決的技術問題在於提供一種酸值低、耐水和耐鹽霧性能好且voc含量低的利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體合成的水性醇酸乳液。本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體合成的水性醇酸乳液，由如下質量百分比的原料製成：所述油酸選自亞油酸、桐油酸中的一種或亞油酸與豆油酸的混合物或桐油酸與豆油酸的混合物。所述水性醇酸乳液的製備方法為：將間苯二甲酸、油酸、三羥甲基丙烷和二甲苯溶劑的混合物升溫至180-230℃酯化反應，酯化至酸值達到3-20，降溫至100-130℃，真空脫二甲苯和脫水，使樹脂中的質量含水量降低至0.1％以下，繼續降溫至40-80℃，再加入單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體，保溫反應3-6h，反應結束後滴加去離子水，直至相反轉得到穩定的水性醇酸乳液。所述單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體由如下質量百分比的原料製成：2,4-甲苯二異氰酸酯11-44％聚乙二醇單甲醚56-89％；其製備方法為：將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合後升溫至40-100℃反應3-10h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體。所述聚乙二醇單甲醚的分子量在400-1500。本發明的有益效果是：(1)本發明以結構規整的單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體代替乳化劑，並利用單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體結構中所含的異氰酸酯基團與醇酸樹脂結構中的羥基反應，以在醇酸樹脂結構上引入乳化劑，從而製得水性醇酸乳液；(2)所得水性醇酸乳液的質量穩定性好，儲存過程中不水解，4000r/min轉速下離心30min後清液高度＜1mm；並且酸值低，酸值為3-20；(3)相對於利用成鹽法製備的水性醇酸樹脂來說，本發明所制醇酸乳液的voc含量低，所形成塗膜的耐水性和耐鹽霧性好於常規水性醇酸。具體實施方式：為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。實施例1(1)水性醇酸乳液由如下質量百分比的原料製成：將間苯二甲酸、亞油酸與豆油酸、三羥甲基丙烷和二甲苯溶劑的混合物升溫至200℃酯化反應，酯化至酸值達到3-20，降溫至110℃，真空脫二甲苯和水，使樹脂中的質量含水量降低至0.1％以下，繼續降溫至80℃，再加入單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體，保溫反應3h，反應結束後滴加去離子水，直至相反轉得到穩定的水性醇酸乳液。(2)單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體由如下質量百分比的原料製成：2,4-甲苯二異氰酸酯20％聚乙二醇單甲醚80％將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合後升溫至80℃反應5h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體。實施例2(1)水性醇酸乳液由如下質量百分比的原料製成：將間苯二甲酸、桐油酸與豆油酸、三羥甲基丙烷和二甲苯溶劑的混合物升溫至190℃酯化反應，酯化至酸值達到3-20，降溫至105℃，真空脫二甲苯和水，使樹脂中的質量含水量降低至0.1％以下，繼續降溫至65℃，再加入單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體，保溫反應4h，反應結束後滴加去離子水，直至相反轉得到穩定的水性醇酸乳液。(2)單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體由如下質量百分比的原料製成：2,4-甲苯二異氰酸酯25％聚乙二醇單甲醚75％將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合後升溫至60℃反應8h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體。實施例3(1)水性醇酸乳液由如下質量百分比的原料製成：將間苯二甲酸、亞油酸、三羥甲基丙烷和二甲苯溶劑的混合物升溫至210℃酯化反應，酯化至酸值達到3-20，降溫至100℃，真空脫二甲苯和水，使樹脂中的質量含水量降低至0.1％以下，繼續降溫至70℃，再加入單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體，保溫反應5h，反應結束後滴加去離子水，直至相反轉得到穩定的水性醇酸乳液。(2)單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體由如下質量百分比的原料製成：2,4-甲苯二異氰酸酯15％聚乙二醇單甲醚85％將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合後升溫至70℃反應6h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚單體。對照例1參照閆福安等.水溶性自幹醇酸樹脂的合成研究.塗料工業，2004年8月第34卷第8期。實施例4分別將實施例1、實施例2、實施例3、對照例1所制水性醇酸樹脂乳液在4000r/min轉速下離心30min，觀察乳液是否分層，測定酸值和voc含量；並分別將實施例1、實施例2、實施例3、對照例1所制水性醇酸樹脂乳液與市售胺固化劑h330製備清漆塗膜，養護一周後依照我國國標gb/t22374-2008、gb/t1771-2007測試塗膜的耐水性和耐鹽霧性，結果如表1所示。表1乳液性質和塗膜耐水性、耐鹽霧性試驗結果組別清液高度酸值voc含量耐水時間/h耐鹽霧時間/h實施例1＜1mm3-2010-15360156實施例2＜1mm3-2010-15480168實施例3＜1mm3-2010-15288156對照例1＞2mm50-6020-2519296以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。當前第1頁12