一種改良水性醇酸樹脂及製備方法
2023-06-27 11:13:11 1
一種改良水性醇酸樹脂及製備方法
【專利摘要】本發明提供的一種水性醇酸樹脂，至少由以下重量份的組分製成：脂肪酸31-42份、精對苯二甲酸8-15份、間苯二甲酸1-3份、三羥甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油樹脂4-l0份、助溶劑10-38份、有機胺2-4份、次磷酸0.08-0.12份。本發明還提供了上述水性醇酸樹脂的製備方法。該水性醇酸樹脂製備工藝簡單，採用精對苯二甲酸代替大部分間苯二甲酸，以次磷酸為催化劑，不僅大大降低了生產成本，而且性能優異，使用該水性醇酸樹脂製得的成漆各項指標超過市售水性醇酸漆，同時，其應用範圍廣，不僅可做底漆，亦可作面漆，適用於木材及金屬表面塗裝。
【專利說明】一種改良水性醇酸樹脂及製備方法 【技術領域】
[〇〇〇1] 本發明涉及一種單組分水性醇酸塗料用改良水性醇酸樹脂及製備方法，特別涉及 一種利用精對苯二甲酸替代大部分間苯二甲酸，以次磷酸為酯化催化劑，加入改性石油樹 脂製備的改良的水性醇酸樹脂及方法。 【背景技術】
[0002] 水性醇酸塗料具有原料易得、來源廣泛、工藝和設備簡單、汙染低、品種多樣、用途 廣泛等優勢，因此受到越來越多的關注。然而，儘管國內已有多家廠商生產，但銷量都不大， 究其原因，一方面由於消費者對水性醇酸樹脂塗料持懷疑態度，更重要的是，市售水性醇酸 樹脂塗料的價位較高（比油性的高1-3倍）。現有水性醇酸樹脂的製備方法上通常採用 在催化劑丁基錫存在下，高碘值脂肪酸、間苯二甲酸、三羥甲基丙烷催化酯化後，以順酐、偏 酐、丙烯酸或苯乙烯進行改性，再以胺中和製得，其生產周期較長，成本高。
[0003] 為此探索採用價格較低的代用原料以及更有效的催化劑以縮短生產周期、降低成 本是對水性醇酸樹脂改進的一個重要方面。
【發明內容】
[0004] 發明目的：為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種以精對苯二甲 酸代替大部分間苯二甲酸，以次磷酸為催化劑，加入改性石油樹脂改性的水性醇酸樹脂及 其製備方法。
[0005] 技術方案：本發明提供的一種水性醇酸樹脂，至少由以下重量份的組分製成：月旨 肪酸31-42份、精對苯二甲酸8-15份、間苯二甲酸1-3份、三羥甲基丙烷10-20份、偏苯三 酸酐2-4份、改性石油樹脂4-10份、助溶劑10-38份、有機胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份。
[0006] 作為優選，所述脂肪酸可以是亞麻油酸或脫水蓖麻油酸。
[0007] 作為另一種優選，所述改性石油樹脂為由石油樹脂與順酐加成反應而製得的硬樹 月旨，更優選地，所述改性石油樹脂為碘值120-150gl/100g的石油樹脂與順酐加成反應的物 質，軟化點：110-130°C，酸值 55-65mgK0H/g。
[0008] 作為另一種優選，所述助溶劑為乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丁醇。
[0009] 作為另一種優選，所述有機胺為三乙胺或氨水。
[〇〇1〇] 本發明還提供了上述水性醇酸樹脂的製備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)220-25(TC (優選235-248°C )，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲 酸、間苯二甲酸、三羥甲基丙烷酯化反應至透明；保溫至酸值l〇mg KOH/g以下，反應溫度過 低會導致反應周期變長，並影響樹脂透明度；反應溫度過高，可縮短生產周期，但會導致控 制困難；
[0012] (2)降溫至150-160°C (優選155°C )，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達 45-55mgK0H/g，加入改性石油樹脂保溫反應至全溶，降溫至110-130°C (優選120°C )，加入 助溶劑；
[0013] (3)降溫至40-60°C (優選50°C )，加入有機胺保溫反應10-20min，加入去離子水 混勻，即得。
[0014] 其中，各物料的重量份分別為：脂肪酸31-42份、精對苯二甲酸8-15份、間苯二甲 酸1-3份、三羥甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油樹脂4-10份、助溶劑10-38 份、有機胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份，去離子水的量根據成漆需要確定。
[0015] 有益效果：本發明提供的水性醇酸樹脂製備工藝簡單，採用精對苯二甲酸（8450 元/噸）代替大部分間苯二甲酸（13400元/噸），以次磷酸為催化劑（現市售水性醇酸樹 脂的製備以丁基錫為酯化催化劑），不僅大大降低了生產成本，而且性能優異，使用該水性 醇酸樹脂製得的成漆各項指標超過市售水性醇酸漆，同時，其應用範圍廣，不僅可做底漆， 亦可作面漆，適用於木材及金屬表面塗裝。 【具體實施方式】
[0016] 本發明使用的改性石油樹脂為碘值120-150gl/100g的石油樹脂與順酐加成反應 的物質，其軟化點：110-130°C，酸值55-65mgK0H/g。
[0017] 實施例1
[0018] 水性醇酸樹脂，由以下重量份的組分製成：亞麻油酸31份、精對苯二甲酸15份、間 苯二甲酸1份、三羥甲基丙烷10份、偏苯三酸酐4份、改性石油樹脂4份、助溶劑10份、氨 水4份、次磷酸0.08份。
[〇〇19] 所述助溶劑為乙二醇丁醚。
[0020] 其製備方法，包括以下步驟：
[0021] (1) 220°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，且酸值在10mgK0H/g以下；
[0022] (2)降溫至160°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達45mg KOH/g，加入改性石油 樹脂保溫反應至全溶，降溫至130°C，加入助溶劑；
[0023] (3)降溫至60°C，加入有機胺保溫反應lOmin，加入去離子水混勻，即得。
[0024] 實施例2
[0025] 水性醇酸樹脂，由以下重量份的組分製成：脫水蓖麻油酸42份、精對苯二甲酸8 份、間苯二甲酸3份、三羥甲基丙烷20份、偏苯三酸酐2份、改性石油樹脂10份、助溶劑38 份、氨水2份、次磷酸0. 12份。
[0026] 所述助溶劑為乙二醇丁醚。
[0027] 其製備方法，包括以下步驟：
[0028] (1) 250°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0029] (2)降溫至150°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達55mg ΚΟΗ/g，加入改性石油 樹脂保溫反應至全溶，降溫至ll〇°C，加入助溶劑；
[0030] (3)降溫至40°C，加入有機胺保溫反應20min，加入去離子水混勻，即得。
[0031] 實施例3
[0032] 水性醇酸樹脂，由以下重量份的組分製成：亞麻油酸36份、精對苯二甲酸12份、間 苯二甲酸2份、三羥甲基丙烷15份、偏苯三酸酐3份、改性石油樹脂7份、助溶劑25份、三 乙胺3份、次磷酸0.10份。
[〇〇33] 所述助溶劑為乙二醇丁醚。
[〇〇34] 其製備方法，包括以下步驟：
[0035] (1) 240°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0036] (2)降溫至155°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達50K0H/g，加入改性石油樹 脂保溫反應至全溶，降溫至120°C，加入助溶劑；
[0037] (3)降溫至50°C，加入有機胺保溫反應15min，加入去離子水混勻，即得。
[0038] 實施例4
[0039] 水性醇酸樹脂，由以下重量份的組分製成：亞麻油酸31份、精對苯二甲酸8份、間 苯二甲酸3份、三羥甲基丙烷12份、偏苯三酸酐2份、改性石油樹脂5份、助溶劑37份、三 乙胺2份、次磷酸0.08份。
[0040] 所述助溶劑為丙二醇丁醚。
[0041] 其製備方法，包括以下步驟：
[0042] (1) 248°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0043] (2)降溫至155°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達50mg KOH/g，加入改性石油 樹脂保溫反應至全溶，降溫至120°C，加入助溶劑；
[0044] (3)降溫至50°C，加入有機胺保溫反應15min，加入去離子水調至50%固含量，混 勻，即得。
[0045] 實施例5
[0046] 水性醇酸樹脂，由以下重量份的組分製成：脫水蓖麻油酸41份、精對苯二甲酸14 份、間苯二甲酸1份、三羥甲基丙烷18份、偏苯三酸酐3. 5份、改性石油樹脂9份、助溶劑10 份、三乙胺3. 5份、次磷酸0. 11份。
[〇〇47] 所述助溶劑為丁醇。
[0048] 其製備方法，包括以下步驟：
[0049] (1) 235°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0050] (2)降溫至155°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達45-55mg ΚΟΗ/g，加入改性石 油樹脂保溫反應至全溶，降溫至120°C，加入助溶劑；
[0051] (3)降溫至50°C，加入有機胺保溫反應10_20min，加入去離子水混勻，即得。
[0052] 本發明樹脂與水性醇酸樹脂及成漆經濟技術指標對比數據如下：
[0053] 表1樹脂的成本對比
[0054]
【權利要求】
1. 一種改良水性醇酸樹脂，其特徵在於：至少由以下重量份的組分製成：脂肪酸31-42 份、精對苯二甲酸8-15份、間苯二甲酸1-3份、三羥甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、 改性石油樹脂4-10份、助溶劑10-38份、有機胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份。
2. 根據權利要求1所述的一種改良水性醇酸樹脂，其特徵在於：所述脂肪酸可以是亞 麻油酸或脫水蓖麻油酸。
3. 根據權利要求1所述的一種改良水性醇酸樹脂，其特徵在於：所述改性石油樹脂為 由石油樹脂與順酐加成反應而製得的硬樹脂。
4. 根據權利要求1所述的一種改良水性醇酸樹脂，其特徵在於：所述助溶劑為乙二醇 丁醚、丙二醇丁醚、丁醇。
5. 根據權利要求1所述的一種改良水性醇酸樹脂，其特徵在於：所述有機胺為三乙胺 或氨水。
6. 權利要求1至5任一項所述的改良水性醇酸樹脂的製備方法，其特徵在於：包括以 下步驟： (1) 220-250°C，在催化劑次磷酸存在下，脂肪酸、精對苯二甲酸、間苯二甲酸、三羥甲基 丙烷酯化反應至透明，且酸值在l〇mgKOH/g以下； (2) 降溫至150-160°C，加入偏苯三酸酐保溫反應至酸值達45-55mg KOH/g，加入改性石 油樹脂保溫反應至全溶，降溫至110-130°C，加入助溶劑； (3) 降溫至40-60°C，加入有機胺保溫反應10_20min，加入去離子水混勻，即得。
7. 根據權利要求6所述的改良水性醇酸樹脂的製備方法，其特徵在於：各物料的重 量份分別為：脂肪酸31-42份、精對苯二甲酸8-15份、間苯二甲酸1-3份、三羥甲基丙烷 10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油樹脂4-10份、助溶劑10-38份、有機胺2-4份、次磷 酸 0.08-0. 12 份。
【文檔編號】C08G63/87GK104059219SQ201410232530
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】楊樹民 申請人:山東奔騰漆業股份有限公司