CN102643416A - 一种异氰酸酯改性醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种异氰酸酯改性醇酸树脂及其制备方法，是采用异氰酸酯对醇酸树脂进行改性，合成含有氨酯结构的醇酸树脂。以重量百分比计，其基本配方是：植物油20%～33%、多元醇5%～8%、有机酸酐2%～8%、异氰酸酯5%～10%、催化剂0.02%～0.5%、溶剂35%～50%和终止剂3%～8%。该异氰酸酯改性醇酸树脂，用于制备的清漆和磁漆时在干性、硬度、耐水性等方面均优于常规的中、长油度醇酸树脂漆；但在毒性、施工性以及气味等方面明显优于双组分聚氨酯漆。广泛应用于木材、金属、塑料等制品的表面，作保护装饰用；由于聚氨酯醇酸既硬又柔，具有一定的耐石击性，也可用作农用车、卡车的底漆和修补漆，因此具有很好的市场前景。

Description

一种异氰酸酯改性醇酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种异氰酸酯改性醇酸树脂及其制备方法，具体是指在常用的醇树脂中引入氨酯键，赋予改性后的树脂具有快干性、硬度、耐老化性和耐磨性。
背景技术
醇酸树脂是漆用合成树脂中用量最大的一种，通常的醇酸树脂由多元酸、多元醇和植物油（脂肪酸）等合成。近几年，为了满足不同的性能要求，改性醇酸树脂的品种增多，有松香、苯乙烯、丙烯酸、有机硅等改性的醇酸树脂。由于醇酸树脂存在干燥速度慢、涂膜硬度低、耐磨性、耐久性、耐水性等诸多缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种经济实用、性能优良的异氰酸酯改性醇酸树脂及其制备方法。
本发明采用异氰酸酯对醇酸树脂进行改性，合成含有氨酯结构的醇酸树脂。它由异氰酸酯代替部分酸酐与植物油的单甘油酯反应而成，即先将酸酐与植物油的单甘油酯进行酯化反应，生成端基为—OH结构的相对分子质量低的醇酸树脂低聚物，然后再加入异氰酸酯，利用—OH 与—NCO 的反应，将异氰酸酯引入醇酸树脂的结构中。由于存在不饱和双键和氨酯键，提高了干性、硬度和耐磨性。把聚氨酯的优点引入醇酸树脂中，且不含游离异氰酸根离子，以200#溶剂汽油作为溶剂，因此毒性低、气味小、单包装、施工方便、使用期长。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种异氰酸酯改性醇酸树脂，以重量百分比计，其基本配方是：植物油20%～33%、多元醇5%～8%、有机酸酐2%～8%、异氰酸酯5%～10%、催化剂0.02%～0.5%、溶剂35%～50%和终止剂3%～8%。
其中，植物油选用经过双漂处理后的桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、妥尔油、红花油、脱水蓖麻油、蓖麻油及椰子油的一种或几种的组合。
多元醇选用丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及季戊四醇的一种或几种的组合。
有机酸酐选用苯甲酸、松香酸、脂肪酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐及顺丁烯二酸酐的一种或几种的组合。
异氰酸酯选用TDI、HDI、IPDI或MDI。
催化剂选用LiOH或KOH。
溶剂选用二甲苯及200#溶剂油的一种或几种的组合。
终止剂选用乙醇、丁醇、异丁醇或正丙醇。
本发明还提出一种异氰酸酯改性醇酸树脂的制备方法，所述方法包括：将植物油、多元醇加入到反应釜中升温，当温度升至120℃时加入催化剂，在240℃保持反应至醇解终点；降温加有机酸酐和溶剂，进行酯化反应至终点，加入200#溶剂油对稀备用；当温度降至40℃左右时，缓慢滴加预先混合好的异氰酸酯和二甲苯，加完后在60℃保温1h，然后在90℃保温反应至粘度合格；降温到60℃，加入终止剂，搅拌0.5h，过滤即制得异氰酸酯改性醇酸树脂。
本发明提供的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，用于制备的清漆和磁漆时在干性、硬度、耐水性等方面均优于常规的中、长油度醇酸树脂漆；但在毒性、施工性以及气味等方面明显优于双组分聚氨酯漆。广泛应用于木材、金属、塑料等制品的表面，作保护装饰作用。由于聚氨酯改性醇酸树脂既硬又柔，具有一定的耐石击性，也可用作农用车、卡车的底漆和修补漆，因此具有很好的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，但是本发明不限于所给出的例子。
按照表1的组分配方准备材料实施。
                   表1：三个实施例组分配方      
原料名称 实例1 实例2 实例3
桐油 28.0 — —
亚麻仁油 — 30.0 —
椰子油 — — 30.0
季戊四醇 6.0 6.0 6.0
苯酐 3.5 3.0 3.0
LiOH 0.02 0.02 0.02
TDI 10.0 — 9.0
HDI — 10.0 —
200#溶剂油 39.5 39.0 41.0
二甲苯 10.0 10.0 10.0
丁醇 3.0 3.0 3.0
实施例1：
按照表1中实例1按配方重量比将植物油、季戊四醇加入到反应釜中升温，当温度升至120℃时加入LiOH，在240℃保持反应至醇解终点；降温加苯酐和二甲苯，进行酯化反应至终点，加入200#溶剂油对稀备用；当温度降至40℃左右时，缓慢滴加预先混合好的异氰酸酯和二甲苯，加完后在60℃保温1h，然后在90℃保温反应至粘度合格；降温到60℃，加入终止剂丁醇，搅拌0.5h，过滤即制得异氰酸酯改性醇酸树脂。
实施例2，实施例3制备步骤参照实施例1。
按照国家相关标准，对本发明异氰酸酯改性醇酸树脂的基本性能进行检测，测试结果如表2所示。
         表2 异氰酸酯改性醇酸树脂基本性能测试结果
检验项目 检验结果 检验标准
颜色(铁钴比色)，号 ≤10 GB/T 1722-1992
外观及透明度 透明无机械杂质 GB/T 1721-1979
细度，  μm ≤20 GB/T 1724-1989
粘度（涂-4杯），s 150～200 GB/T 1723-1993
固含量，% 50±2 GB/T 1725-1989
酸值，mgKOH/g 1～2 HG 2 -569-1977
尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：以重量百分比计，包括如下组分：植物油20%～33%、多元醇5%～8%、有机酸酐2%～8%、异氰酸酯5%～10%、催化剂0.02%～0.5%、溶剂35%～50%和终止剂3%～8%。
2.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的植物油选用经过双漂处理后的桐油、亚麻仁油、豆油、棉籽油、妥尔油、红花油、脱水蓖麻油、蓖麻油及椰子油的一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的多元醇选用丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及季戊四醇的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的有机酸酐选用苯甲酸、松香酸、脂肪酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐及顺丁烯二酸酐的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的异氰酸酯选用TDI、HDI、IPDI或MDI。
6.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的催化剂选用LiOH或KOH。
7.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的溶剂选用二甲苯及200#溶剂油的一种或几种的组合。
8.如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂，其特征在于：所说的终止剂选用乙醇、丁醇、异丁醇或正丙醇。
9.一种如权利要求1所述的一种异氰酸酯改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将植物油、多元醇加入到反应釜中升温，当温度升至120℃时加入催化剂，在240℃保持反应至醇解终点；降温加有机酸酐及溶剂，进行酯化反应至终点，加入200#溶剂油对稀备用；当温度降至40℃左右时，缓慢滴加预先混合好的异氰酸酯和二甲苯，加完后在60℃保温1h，然后在90℃保温反应至粘度合格；降温到60℃，加入终止剂，搅拌0.5h，过滤即制得异氰酸酯改性醇酸树脂。
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