CN102153737A - 聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂，由以下重量份的原料制成：月桂酸9～15、苯甲酸8～14、苯酐16～22、季戊四醇6～10、甘油9～15、次磷酸0.05～0.1、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.05～0.1、二甲苯9～13和醋酸乙酯22～28。本发明在醇酸树脂配方中添加较少的月桂酸，同时加入较多含苯环结构的芳香族多元酸苯甲酸和苯酐，使树脂本身玻璃化温度较高，而且在树脂配方中多元醇过量较多，使树脂分子结构中有效的羟基含量高。

Description

聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及固化剂技术领域，尤其是用于制备聚氨酯固化剂的高羟基醇酸树脂，及其制备方法。
背景技术
目前一些醇酸树脂生产企业，制造双组份改性聚氨酯固化剂所用到的含羟基醇酸树脂，由于在该树脂配方中添加大量的饱和脂肪酸，如月桂酸，且芳香族硬单体多元酸加入量较少，使得这一类含羟基醇酸树脂本身玻璃化温度较低；且在树脂配方中多元醇的过量较少，使得树脂分子结构中有效的羟基含量低。因此在用现有的含羟基醇酸树脂与含NCO基的异氰酸酯单体在一定反应条件下加成反应生成含活性NCO基的双组份改性聚氨酯固化剂时，使得固化剂本身硬度降低、有效NCO基含量降低，在与含羟基的油漆组分交联反应成膜时交联反应活性降低、交联密度降低、硬度降低。
发明内容
本发明针对不足，提出一种聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂，具有较高的有效羟基含量，且玻璃化温度高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂，由以下重量份的原料制成：
月桂酸                        9～15
苯甲酸                        8～14
苯酐                          16～22
季戊四醇                    6～10
甘油                        9～15
次磷酸                      0.05～0.1
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚    0.05～0.1
二甲苯                      9～13。
优选的，所述原料的重量份分别为：
月桂酸                      10～12
苯甲酸                      9～12
苯酐                        18～20
季戊四醇                    7～9
甘油                        10～13
次磷酸                      0.06～0.09
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚    0.07～0.08
二甲苯                      10～12。
优选的，该醇酸树脂的指标如下：
粘度：200～400MPa.s/25℃
酸值：≤2mgKOH/g
固含：60±1.5％
羟值：200±10mgKOH/g。
与现有技术相比，本发明高羟基醇酸树脂，在树脂配方中添加较少的月桂酸，同时加入较多含苯环结构的苯甲酸和苯酐，使树脂本身玻璃化温度较高，而且在树脂配方中多元醇过量较多，使树脂分子结构中有效的羟基含量高。在用此高羟基醇酸树脂与含NCO基的异氰酸酯单体在一定反应条件下加成反应生成含活性NCO基的双组份改性聚氨酯固化剂时，可使固化剂本身硬度提高、有效NCO含量提高，在与含羟基油漆组分交联反应成膜时交联反应活性高、交联密度好、硬度高。
其中，次磷酸作为产品的颜色调节剂，主要是起减色作用，使最终产品的颜色为微黄的透明液；2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚在本产品中为抗氧剂，防止主要原料醇和酸在缩聚过程中被氧化；二甲苯为缩聚过程提供液态反应环境。
本发明还提供了上述高羟基醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
①、称取重量份如下的材料：
月桂酸                            9～15
苯甲酸                            8～14
苯酐                              16～22
季戊四醇                          6～10
甘油                              9～15
次磷酸                            0.05～0.1
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚          0.05～0.1
二甲苯                            9～13；
②、向反应釜中依次加入月桂酸、甘油、苯甲酸、苯酐、季戊四醇、次磷酸、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二甲苯，升温至120℃±10℃，开始搅拌；
③、升温至160℃±10℃保温1～2小时；再在5小时升至210℃±10℃，保温至酸值≤2mgKOH/g。
优选的，还包括步骤④：步骤③产物降温至200℃以下时，加重量份为22～28的醋酸乙酯，搅拌，冷却至粘度为200～400MPa.s/25℃。
优选的，将步骤④产物降温至120℃，过滤，取滤液。
优选的，所述过滤采用的是孔径为20μm的滤袋。
本发明制备方法可在原有树脂生产设备不用改动的情况下，进行操作工艺简单变化，制造出的高羟基醇酸树脂各项性能指标，如：粘度、酸值、固含、羟值等，均达到指标要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
需要说明的是：下述实施例采用的月桂酸、苯甲酸、苯酐、季戊四醇、甘油、次磷酸、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二甲苯、醋酸乙酯均为国产工业级原料。
下述实施例的高羟基醇酸树脂的制备方法，都采用包括如下步骤的相同过程，只是各原料的配比不同：
1、向干净的反应釜中预先通N2↑5min(流量为：4m3/h)；
2、按配方量依次投入月桂酸、甘油、苯甲酸、苯酐、季戊四醇、次磷酸、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二甲苯，后通热油升温；
3、升温至120℃±10℃开搅拌，继续升温；
4、升至160℃±10℃保温1～2小时，后用5小时升至210℃±10℃保温；
5、保温至酸值≤2mgKOH/g时开冷油降温；
6、向兑稀釜中通N2↑(流量为：4m3/h)，同时兑稀釜中内盘管开冷却水，开搅拌先兑稀釜投入醋酸乙酯；
7、待步骤5的温度降至200℃以下时，将反应物料转至兑稀釜，搅拌冷却30分钟以上，检测树脂的粘度指标为200～400MPa.s/25℃即可；
8、待温度降至120℃时，用20μm规格的滤袋进行过滤，检测细度合格，出料装桶。
各个实施例的原料配方如下表1：
表1  原料配方
Figure BDA0000040886840000051
上述实施例的最终产品的检测结果，见表2：
表2  实施例1～5产品的技术指标
Figure BDA0000040886840000052
市场上流通较广的改性固化剂用醇酸树脂TP108，其指标如下表3所示：
表3  醇酸树脂TP108的技术指标：
  醇酸树脂TP108
  外观   微黄透明液
  色泽(Fe-Go)   ≤1#
  粘度MPa.s/25℃   350～550
  酸值mgKOH/g   1～3
  固含％   60±2
  羟值mgKOH/g   150±10
由表2和表3的技术指标进行对比，可以看出本发明实施例产品具有较高的羟值，为193～210mgKOH/g；远远大于现有产品的羟值150±10mgKOH/g；同时由于本发明产品中存在大量的苯环，如主原料苯甲酸、苯酐，提高醇酸树脂产品的玻璃化温度。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂，由以下重量份的原料制成：
月桂酸                        9～15
苯甲酸                        8～14
苯酐                          16～22
季戊四醇                      6～10
甘油                          9～15
次磷酸                        0.05～0.1
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚      0.05～0.1
二甲苯                        9～13
醋酸乙酯                      22～28。
2.如权利要求1所述的高羟基醇酸树脂，其特征在于：所述原料的重量份分别为：
月桂酸                        10～12
苯甲酸                        9～12
苯酐                          18～20
季戊四醇                      7～9
甘油                          10～13
次磷酸                        0.06～0.09
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚      0.07～0.08
二甲苯                        10～12
醋酸乙酯                      24～26。
3.如权利要求1或2所述的高羟基醇酸树脂，其特征在于：该醇酸树脂的指标如下：
粘度：200～400MPa.s/25℃
酸值：≤2mgKOH/g
固含：60±1.5％
羟值：200±10mgKOH/g。
4.一种聚氨酯固化剂用的高羟基醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
①、称取重量份如下的材料：
月桂酸                        9～15
苯甲酸                        8～14
苯酐                          16～22
季戊四醇                      6～10
甘油                          9～15
次磷酸                        0.05～0.1
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚      0.05～0.1
二甲苯                        9～13；
②、向反应釜中依次加入月桂酸、甘油、苯甲酸、苯酐、季戊四醇、次磷酸、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二甲苯，升温至120℃±10℃，开始搅拌；
③、升温至160℃±10℃保温1～2小时；再在5小时升至210℃±10℃，保温至酸值≤2mgKOH/g。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：还包括步骤④：步骤③产物降温至200℃以下时，加重量份为22～28的醋酸乙酯，搅拌，冷却至粘度为200～400MPa.s/25℃。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：将步骤④产物降温至120℃，过滤，取滤液。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述过滤采用的是孔径为20μm的滤袋。
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