CN103396538A

CN103396538A - 一种改性醇酸树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN103396538A
Application number: CN2013103068124A
Authority: CN
Inventors: 孙巨福; 戴宇钧; 汪鹏程
Original assignee: TIANCHANG YINHU PAINT Co Ltd
Current assignee: TIANCHANG YINHU PAINT Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明提供一种改性醇酸树脂及其制备方法，改性醇酸树脂是由混合脂肪酸、PTA下脚料、松香、废涤纶块、季戊四醇、溶剂按重量份制备而成。本发明的改性醇酸树脂是利用工业废弃物废涤纶块和地沟油等为主要原材料，通过聚合反应形成的改性醇酸树脂，其成品价格低廉、性能良好，可在油性涂料生产工艺中取代醇酸树脂的应用。并在耐候性、漆膜光泽等方面超出了醇酸树脂的性能，是用于取代醇酸树脂进行油性涂料生产的一种新型材料。

Description

一种改性醇酸树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工合成技术领域，具体涉及一种改性醇酸树脂及其制备方法。

背景技术

醇酸树脂涂料由于其具有耐候性、附着力好和光亮、丰满施工方便等特点，但涂膜较软，并且与其他树脂配成多种不同性能的自干或烘干磁漆、底漆、面漆和清漆，提高了其耐水、耐碱性能，被广泛用于桥梁等建筑物以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等技术领域。醇酸树脂涂料是以醇酸树脂为主要成膜物质的合成树脂涂料，其产品质量与市场竞争力主要由醇酸树脂来决定。

醇酸树脂是由多元醇、邻苯二甲酸酐和脂肪酸或油（甘油三脂肪酸酯）缩合聚合而成的油改性聚酯树脂。其生产成本高，并且其光泽与耐候性有所欠缺。

中国专利申请200710022171.4 公开了一种加水稀释型调和漆基料及其制备方法，其中公开了基料主要是由废涤纶4-6 份、油酸2-6 份、苯酐0.5-1份、季戊四醇0.5-1 份和松香0.5-2 份，其原料废涤纶占总原料重量比可达25-80%，油酸占总原料的重量比可达12.5-80%，油酸使用的量较大，加大了生产的成本。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种生产成本低、光泽度高的改性醇酸树脂及其制备方法，并实现废弃物的重新利用，减少环境污染。

为了达到上述目的，本发明提供一种改性醇酸树脂，由下列组份按重量份制备而成：

混合脂肪酸20－25份；

PTA下脚料5－6份；

松香6.5－8.5份；

废涤纶块0－21份；

季戊四醇 4－5份；

溶剂38－42份。

进一步，所述混合脂肪酸是由地沟油经过过滤、脱水、提炼制得的，其性能指标为：

进一步，所述PTA下脚料中含有至少60%的精对苯二甲酸和至少30%的甲基苯甲酸、对苯二甲酸与二甲苯的混合物。

进一步，所述废涤纶块的粒径不大于10cm。

进一步，所述溶剂为200#溶剂油。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述改性醇酸树脂的方法，包括以下步骤：

（1）废涤纶块的醇解：将0－21份废涤纶块置于醇溶液中，加热使其发生分解反应，分解成对苯二甲酸酐和乙二醇；

（2）醇酸反应：于（1）加入混合脂肪酸20－25份、PTA下脚料5－6份、松香6.5－8.5份、季戊四醇 4－5份；按升温速率为1.5－2.5℃/min进行升温，升温到150℃时开启搅拌器进行搅拌，继续升温到270－290℃后进行保温，得固态醇酸树脂；

（3）兑稀：将溶剂38－42份于反应釜中进行搅拌，然后将（2）制备的固态醇酸树脂加入其中，按50－60转/min搅拌30－40min，过滤得改性醇酸树脂。

进一步，所述步骤（2）中搅拌器的转速为1－2转/min，保温的时间为1－1.5小时。

进一步，所述步骤（2）中固态醇酸树脂的酸价为不大于12 mgKOH/g。

进一步，所述步骤（3）中改性醇酸树脂的固含量为55－56.5%，其粘度为180－300s。

本发明中混合脂肪酸是由地沟油经过滤、脱水、提炼制得的，其主要成分为顺-9-十八碳烯酸，可有效提炼地沟油中含有的植物脂肪酸和动物脂肪酸。经实验室检测，经地沟油提炼出的混合脂肪酸除了酸价较低外，其他的如皂化值、碘价、色泽、水份含量等方面完全符合QB/T2153-2010 《工业油酸》的要求。有效地将地沟油这一废弃物变成有价值的合成原料，提高了其利用价值；且回收利用成本低。并从源头上尽可能地阻止其流向餐桌危害人们健康，同时防止了地沟油对环境，尤其是对水资源的危害，对环境保护做出了积极的贡献。

废涤纶块的主要成分是涤纶，涤纶是以精对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。从而解决了工业上废涤纶块的难以降解，只能用深埋方式进行处理的困局。以废涤纶块在高温下醇解，继而与树脂合成物进行聚合反应，对醇酸树脂进行改性。涤纶在醇溶液中，经过高温加热可发生分解反应，分解为对苯二甲酸酐和乙二醇。具体反应为：

精对苯二甲酸（PTA）下脚料是合成PTA的残余物，含有约60%的PTA和30%的甲基苯甲酸、对苯二甲酸、二甲苯混合物及其他成分。本发明将其中含有的精对苯二甲酸、对苯二甲酸和二甲苯都在合成反应中被重新利用。从而防止了大量PTA下脚料对环境的不利影响。

混合脂肪酸中的有效成分顺-9-十八碳烯酸、松香中含有的松香酸、PTA下脚料中有精对苯二甲酸以及废涤纶快分解出的对苯二甲酸酐作为醇酸聚合反应的酸性物质，再与季戊四醇以及废涤纶块分解产生的乙二醇组成的醇类物质进行聚合反应。

具体反应方程式如：

从上反应议程式中可以看出，反应产物醇酸树脂在分子支链上分别接入了十八碳烯酸分子、松香酸分子和对苯二甲酸分子，与季戊四醇分子脱氢形成了一系列综合酯，而形成改性醇酸树脂。改性醇酸树脂与传统醇酸树脂相比较，由于在分子支链中接入了对苯二甲酸分子，使得分子结构更为致密，性能更稳定。其性能指标如下：

所以本发明的改性醇酸树脂是一种利用工业废弃物废涤纶块和地沟油为主要原材料，通过聚合反应形成的改性醇酸树脂，其成品价格低廉、性能良好，可在油性涂料生产工艺中取代醇酸树脂的应用。并在耐候性、漆膜光泽等方面超出了醇酸树脂的性能，是用于取代醇酸树脂进行油性涂料生产的一种新型材料。由于其生产原料来源广且成本低，所以其经济效益显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例一：

（1）废涤纶块的醇解：将21份废涤纶块置于醇溶液中，加热使其发生分解反应，分解成对苯二甲酸酐和乙二醇；

（2）醇酸反应：于（1）加入混合脂肪酸20份、PTA下脚料5份、松香6.5份、季戊四醇 4份；按升温速率为1.5℃/min进行升温，升温到150℃时开启搅拌器，按2转/min进行搅拌，继续升温到270℃后进行保温1小时，得固态醇酸树脂；所述固态醇酸树脂的酸价为不大于12 mgKOH/g；

（3）兑稀：将200#溶剂油38份于反应釜中进行搅拌，然后将（2）制备的固态醇酸树脂加入其中，按60转/min搅拌30min，过滤得改性醇酸树脂，其固含量为55%，其粘度为180s。

实施例二：

（1）废涤纶块的醇解：将10份废涤纶块置于醇溶液中，加热使其发生分解反应，分解成对苯二甲酸酐和乙二醇；

（2）醇酸反应：于（1）加入混合脂肪酸22.8份、PTA下脚料5.6份、松香7.6份、季戊四醇 4.3份；按升温速率为2℃/min进行升温，升温到150℃时开启搅拌器，按1.5转/min进行搅拌，继续升温到280℃后进行保温1小时，得固态醇酸树脂；所述固态醇酸树脂的酸价为不大于12 mgKOH/g；

（3）兑稀：将200#溶剂油40.5份于反应釜中进行搅拌，然后将（2）制备的固态醇酸树脂加入其中，按55转/min搅拌35min，过滤得改性醇酸树脂，其固含量为56%，其粘度为200s。

实施例三：

（1）醇酸反应：于（1）加入混合脂肪酸25份、PTA下脚料6份、松香8.5份、季戊四醇5份；按升温速率为2.5℃/min进行升温，升温到150℃时开启搅拌器，按2转/min进行搅拌，继续升温到290℃后进行保温1.5小时，得固态醇酸树脂；所述固态醇酸树脂的酸价为不大于12 mgKOH/g；

（2）兑稀：将200#溶剂油42份于反应釜中进行搅拌，然后将（2）制备的固态醇酸树脂加入其中，按50转/min搅拌40min，过滤得改性醇酸树脂，其固含量为56.5%，其粘度为300s。

对比例：

对将本发明实施例二制备的改性醇酸树脂与现有的醇酸树脂389-9的性能进行对比，其结果如下表：

表：改性醇酸树脂与醇酸树脂的主要性能对比

从上表中可以得知：本发明制备的改性醇酸树脂由于在其支链中接入了涤纶分解分子基团，使得改性醇酸树脂在稳定性、致密性更好，提高了成漆的漆膜干燥后的交联密度；同时提高了改性醇酸树脂的玻璃化温度，使得改性醇酸树脂在耐候性、光泽度等方面超出了醇酸树脂的要求。所以本发明制备的改性醇酸树脂是用于取代醇酸树脂进行油性涂料生产的一种新型材料，其生产成本低、经济效益显著，可在油性涂料生产工艺中取代醇酸树脂的应用。

上面所述仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种改性醇酸树脂，其特征在于：由下列组份按重量份制备而成：

混合脂肪酸20－25份；

PTA下脚料5－6份；

松香6.5－8.5份；

废涤纶块0－21份；

季戊四醇 4－5份；

溶剂38－42份。

2.根据权利要求1所述的一种改性醇酸树脂，其特征在于：所述混合脂肪酸是由地沟油经过过滤、脱水、提炼制得的，其性能指标为：

3.根据权利要求1所述的一种改性醇酸树脂，其特征在于：所述PTA下脚料中含有至少60%的精对苯二甲酸和至少30%的甲基苯甲酸、对苯二甲酸与二甲苯的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种改性醇酸树脂，其特征在于：所述废涤纶块的粒径不大于10cm。

5.根据权利要求1所述的一种改性醇酸树脂，其特征在于：所述溶剂为200#溶剂油。

6.一种制备如权利要求1所述的改性醇酸树脂的方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中搅拌器的转速为1－2转/min，保温的时间为1－1.5小时。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中固态醇酸树脂的酸价为不大于12 mgKOH/g。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中改性醇酸树脂的固含量为55－56.5%，其粘度为180－300s。