陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體及其製備方法和應用的製作方法
2023-07-04 07:45:06
專利名稱：陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體及其製備方法和應用。
背景技術：
雙組分聚氨酯塗料具有塗膜硬度高、附著力強、耐磨性好以及耐化學品、耐候性好等優越性能，廣泛應用於木器家具、汽車塗飾和建築等方面。隨著人們環保意識的提高和環保法規的健全，傳統溶劑型聚氨酯塗料中的揮發性有機化合物(VOC)的排放量愈來愈受到嚴格限制。水性塗料以水為分散介質，具有不燃、無毒、不汙染環境和節省能源等優點。雙組分水性聚氨酯塗料將雙組分溶劑型聚氨酯塗料的高性能和水性塗料的低VOC含量相結合， 已成為國內外塗料研究的熱點。雙組分水性聚氨酯塗料是由含-OH基團的水性多元醇組分與含-NC0基團的低黏度多異氰酸酯組分組成，其塗膜性能主要由羥基樹脂的組成和結構決定。目前用於雙組分水性聚氨酯體系的羥基組分一般為聚酯多元醇、丙烯酸酯多元醇和聚氨酯多元醇等，國內外研究較多。美國專利US5387642報導了在水性聚氨酯分散體的合成工藝中，採用過量的羥基單體即可獲得羥基聚氨酯多元醇分散體，但羥基的官能度較低。世界專利W099/60046報導了由2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環己基二甲酸、1，4_環己基二甲醇與偏苯三酸酐縮合，再以二甲基乙醇胺中和製備雙組分水性聚氨酯用耐水解聚酯多元醇的方法。通過將丙烯酸聚合物接枝到聚酯的分子鏈上，製備聚酯-丙烯酸複合多元醇分散體，提高了聚酯鏈的耐水解性。Bayer公司專利US5336711 採用鄰苯二甲酸(酐)、三羥甲基丙烷、馬來酸酐、己二醇及新戊四醇等縮合製備含不飽和基團的聚酯多元醇，再在聚酯多元醇中添加甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羥乙酯，自由基引發合成聚酯-丙烯酸酯複合多元醇，二甲基乙醇胺中和，分散於水中獲得羥值 130mg/g、酸值^mg/g的聚合物多元醇水分散體。隨著石油資源的日趨短缺和環境問題的日益突出，以生物質可再生資源製備環境友好型高分子材料越來越受到人們的重視。萜烯-馬來酐縮水甘油酯型環氧樹脂(TME) (CN1034211)及氫化萜烯-馬來酐縮水甘油酯型環氧樹脂(HTME) (CN101054437A)是分別以天然松節油或合成樟腦的副產物雙戊烯與馬來酸酐的加成物萜烯馬來酐(TMA)及其氫化產物氫化萜烯馬來酸酐(HTMA)為原料合成的萜烯基環氧樹脂，是天然可再生資源的化學深加工產物，其化學結構中都包含橋環結構，具有優異的機械力學性能和耐熱、耐化學性能。本專利申請人在合成了上述萜烯基環氧樹脂的基礎上，製備了非離子型萜烯基環氧樹脂多元醇(CN101914194A)和陽離子型萜烯基環氧樹脂多元醇水分散體(CN101701059A)， 並報導了它們作為水性羥基組分與聚異氰酸酯交聯製備雙組分水性聚氨酯的用途。
發明內容
本發明的目的在於提供一種陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體及其製備方法和用途。該方法利用天然可再生資源萜烯製備的自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體與親水改性的聚二異氰酸酯反應形成的聚氨酯聚合物性能優良。本發明的技術方案為一種陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，以萜烯基環氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，製得的產物用鹼中和後直接分散在水中， 得到穩定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺的羥值130 160mg/g、胺值70 140mg/g，水分散體的Z 均粒徑大小20 80nm、黏度100 IOOOmPa · s (25°C，30%固含量)；所述的萜烯基環氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂，環氧值 0. 32 0. 39mol/100g。製備所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺是以萜烯基環氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，再用鹼中和後直接分散在水中得到穩定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，所述的萜烯基環氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂，環氧值0. 32 0. 39mol/100g ；所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺的製備過程為
權利要求
1.一種陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，其特徵在於，以萜烯基環氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，製得的產物用鹼中和後直接分散在水中，得到穩定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺的羥值130 160mg/g、胺值70 140mg/g，水分散體的Z均粒徑大小 20 80nm、黏度100 IOOOmPa -s(25°C，30%固含量)；所述的萜烯基環氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂，環氧值0. 32 0.39mol/100g。
2.製備權利要求1所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特徵在於，所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺是以萜烯基環氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，再用鹼中和後直接分散在水中得到穩定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體，所述的萜烯基環氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環氧樹脂，環氧值0. 32 0. 39mol/100g ；所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺的製備過程為
3.如權利要求2所述的製備陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的製備方法， 其特徵在於，對氨基苯甲酸的用量為萜烯基環氧樹脂質量的30 50%。
4.如權利要求2所述的製備陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特徵在於，所述的有機溶劑為丙酮或丁酮。
5.如權利要求2所述的製備陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特徵在於，反應溫度為60 100°C，反應時間為3 IOh。
6.如權利要求2所述的製備陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特徵在於，中和是使用三乙胺、氨水、N，N- 二甲基乙醇胺中的任意一種鹼性物質。
7.權利要求1所述的陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體在製備雙組分水性聚氨酯塗料、黏合劑及聚合物材料中的應用。
全文摘要
本發明公開一種陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體及其製備方法和用途。以TME或HTME與PABA反應，獲得多元醇胺產物T-PABA或HT-PABA，用鹼中和後直接分散在水中得到自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體。該多元醇胺水分散體在製備雙組分水性聚氨酯塗料、黏合劑及聚合物材料中的應用。該製造方法簡便，無需高速攪拌就能得到穩定的自乳化水分散體。多元醇胺化合物的羥值、胺值隨PABA的用量可調。本發明通過在陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺分子結構中引入仲胺基和苯環，顯著提高了自乳化陰離子型萜烯基環氧樹脂多元醇胺水分散體與異氰酸酯交聯得到的聚氨酯的硬度和光澤度。
文檔編號C08J3/03GK102516561SQ20111040774
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者吳國民, 孔振武, 陳健, 霍淑平 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所