CN103937393B - 一种酚醛改性醇酸防锈涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酚醛改性醇酸防锈涂料及其制备方法，所述酚醛改性醇酸防锈涂料由下述组分组成：酚醛改性醇酸树脂(重量固体70％±3％)30-45份、无铬多磷酸铝锌10-15份、低铅磷酸锌10-15份、炭黑0.5-1.5份、钛白粉5-10份、沉淀硫酸钡10-15份、滑石粉5-10份、膨润土BE-8280.5-1.0份、高效分散剂EDL-40200.2-1.0份、异辛酸钴(4％)0.5-1.0份、涂料用稀土催干剂2-3份、防流挂助剂0.5-1.0份、防结皮剂0.1-0.3份、重芳烃5-10份；其制备方法简单、耗能小，所得酚醛改性醇酸防锈涂料是耐水性、防腐性突出的涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其是一种酚醛改性醇酸防锈涂料及其制备方法。
背景技术
酚醛树脂是最早实现工业化的合成树脂，由于原料易得，价格便宜，而且最重要的是酚醛树脂具有良好的耐热性，电绝缘性和耐腐蚀性等性能，因此其被广泛地应用于涂料行业、胶黏剂和复合材料等领域。但是酚醛树脂脆性大，吸水率高，油溶性差，与聚合物和溶剂的混溶性差，其生产工艺是由多种酚醛改性半成品和聚合植物油经长时间用明火加热高温熬制而成，工艺步骤多、操作复杂、成本高、能耗大、安全隐患极大，不符合安全生产规范要求，天津市安监局根据国家规定要求在外环线以内的化工企业禁止使用明火加热生产各类树脂，必须改变工艺，否则停止该类产品的生产销售。
醇酸树脂是涂料行业中使用最为广泛的基料之一，其特点是成膜性好，附着力佳、光泽高、漆膜丰满等，但是其涂膜较软，耐水性不能令人满意，酚醛树脂对其改性恰好能弥补醇酸树脂的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种酚醛改性醇酸防锈涂料。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述重量固体指以重量计的涂料配方其固体所占的重量。
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述涂料用稀土催干剂为含铈、钕、镨的混合稀土催干剂，防流挂助剂为聚乙烯蜡HX-8800，防结皮剂为甲乙酮肟。
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述植物油为豆油、胡麻油、桐油之一种或其中几种的任意组合。
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述植物油为豆油、胡麻油、桐油之一种或其中几种的任意组合。
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈漆，所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将植物油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1-1.5小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1-1.5小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2-3小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
上述容忍度合格是指：随着醇解反应的进行，油逐渐转变为甘油一酸酯、甘油二酸酯，极性增大；甘油一酸酯愈多，与醇的混溶度也愈大。取2ml醇解物放入试管中，加入10ml乙醇，震荡后透明即为醇解合格。
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
优选的，上述酚醛改性醇酸防锈涂料，所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用1.5-2小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1-1.5小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1200-1600转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以200-600转/分的速度搅拌均匀后，再以1200-1600转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以300-600转/分的速度搅拌20分钟，即得。
本发明的有益效果是：
上述酚醛改性醇酸防锈涂料，技术效果分析如下：
①采用多聚甲醛(固体甲醛)替代传统的液体甲醛(甲醛含量35-40％)优化设计配方合成松香改性酚醛树脂，避免含醛废水的产生，减少了环保处理费用；
该树脂分子链上含有一定量的羧基，可与多元醇、植物油、有机酸通过醇解、酯化反应，合成耐水性、防腐性突出的涂料用酚醛改性醇酸树脂。
②采用新的生产工艺、替代了工艺复杂、能耗高、危险性大、需要高温明火加热生产酚醛树脂的传统工艺，减少了能耗，降低了生产成本，符合国家安全生产标准化规范要求及节能减排的产业政策；
③通过以特有的酚醛改性醇酸树脂为基料、筛选环保型防锈颜料、颜填料、功能助剂及溶剂等，优化设计配方制备酚醛改性醇酸防锈涂料，使其具有干燥性、耐水性、耐盐水性，耐盐雾性，满足酚醛树酯防锈漆的产品标准要求，其铅铬重金属含量符合并远低于国家强制标准GB24409-2009汽车涂料中有害物质限量的要求，社会效益显著；
④采用非离子大分子及聚硅氧烷共聚物高效分散剂EDL-4020、有机改性膨润土BE-828及聚乙烯蜡防流挂功能助剂，有效地改善了项目产品的贮存稳定性及涂装效果。
附图说明
图1是涂装效果对比图，其中，A为现有涂料，B为本发明涂料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1
一种松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的：
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用1.7小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1.2小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
实施例2
一种松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的：
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用2小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1.5小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
实施例3
一种松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的：
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用1.5小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
实施例4
一种松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的：
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用1.6小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1.4小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
实施例5
一种酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将豆油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1.2小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1.3小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2.5小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
实施例6
一种酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将胡麻油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1.5小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1.5小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2-3小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
实施例7
一种酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将桐油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2-3小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
实施例8
一种酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将桐油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1.4小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1.3小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2.7小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
实施例9
一种酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1300转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以500转/分的速度搅拌均匀后，再以1400转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以500转/分的速度搅拌20分钟，即得。
实施例10
一种酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1600转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以600转/分的速度搅拌均匀后，再以1200转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以300转/分的速度搅拌20分钟，即得。
实施例11
一种酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1200转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以200转/分的速度搅拌均匀后，再以1600转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以600转/分的速度搅拌20分钟，即得。
实施例12
一种酚醛改性醇酸防锈涂料，由下述组分组成，按其重量份数计，
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1300转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以500转/分的速度搅拌均匀后，再以1300转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以400转/分的速度搅拌20分钟，即得。
实施例1-12之一所述各组分的用量按照相同比例增加或减少，所得各组分的重量份数关系均属于本发明的保护范围。
本发明所述酚醛改性醇酸防锈涂料，利用松香改性酚醛树脂分子链上含有一定量的羧基，可与多元醇、植物油、有机酸通过醇解、酯化反应，合成耐水性、防腐性突出的涂料用酚醛改性醇酸树脂。在合成过程中，采用特定的反应条件，先使用多元醇和植物油在230-240℃下进行醇解反应，生成要求量的甘油一酸酯，然后使甘油一酸酯上的羟基与前期合成的新型松香改性酚醛树脂上的羧基和其他有机酸反应，通过检测树脂酸值的变化，判断酯化反应进行的程度，最终合成出符合设计要求的酚醛改性醇酸树脂，该酚醛改性醇酸防锈涂料以独特的酚醛改性醇酸树脂为基料，优化设计配方而得。
通过对实施例9所述酚醛改性醇酸防锈涂料进行检测，检测方法及结果见表1。
表1
贮存稳定性试验：
涂料的贮存稳定性从0-10分为6级，数值越大贮存稳定性越好，其检测方法是采用1/3升小罐，将涂料装入后密封放入50℃烘箱中贮存1个月，然后开罐，用一把120×20mm，重45克的平头铲刀横向移动涂料，根据检验标准评定涂料贮存情况，10级与初始状态相同，没有什么变化，0级涂料结块很硬，无法搅动。
本发明实施例9所述涂料经测定贮存稳定性为8级，铲刀面横向移动涂料没有明显阻力，基本无沉淀。
涂装效果试验：
涂装目标—涂料涂装后漆膜平整，无流挂。
流挂的产生与涂料的粘度、涂膜厚度、涂料的屈服值等流变性能有直接关系。涂料粘度低、涂膜厚，有助于流平，也容易产生流挂；涂料粘度高、涂膜薄，有助于防止流挂，却不易流平。流平与流挂恰好是矛盾的，流挂防止剂就是在涂料中能够通过次价键，形成网状结构体、使涂料获得结构粘性、变成触变流体、调整这种矛盾的助剂。
通过大量试验及采用高压无气喷涂施工考核涂膜效果，如图1所示，本发明实施例9所述涂料一次喷涂湿膜厚度80-100微米不流挂，干膜厚度达到50微米以上，而市售普通防锈涂料一次喷涂湿膜厚度40-50微米即流挂，干膜厚度约25-30微米。
上述参照实施例对该一种酚醛改性醇酸防锈涂料及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：由下述组分组成，按其重量份数计，
所述涂料用稀土催干剂为含铈、钕、镨的混合稀土催干剂，防流挂助剂为聚乙烯蜡HX-8800，防结皮剂为甲乙酮肟。
2.根据权利要求1所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：由下述组分组成，按其重量份数计，
3.根据权利要求1所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述甘油为98％甘油，苯酐为≥99.5％苯酐，
所述植物油为豆油、胡麻油、桐油之一种或其中几种的任意组合。
4.根据权利要求3所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述酚醛改性醇酸树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
所述甘油为98％甘油，苯酐为≥99.5％苯酐，
所述植物油为豆油、胡麻油、桐油之一种或其中几种的任意组合。
5.根据权利要求3或4所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述酚醛改性醇酸树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)反应釜中将植物油和甘油按上述配方量混合搅拌升温；
(2)加热升温同时通入CO2气；
(3)当温度升至120℃时，撒加黄丹，用1-1.5小时升温至230℃醇解；
(4)升温至230±2℃保持醇解30min，取样测试容忍度，合格后降温；
(5)降温至180℃时加入松香改性酚醛树脂，用1-1.5小时升至200℃并保持温度，观察回流视镜有回流，在此温度下保持脱水0.5小时后降温；
(6)降温至180℃后，打开釜盖及抽风，加入预先备好的苯酐，调整好苯水分离器，釜内加入回流二甲苯，用2-3小时升温至200℃，保持1小时，再用1.5小时升温至220℃，保持温度至检测酸值、粘度合格后降温加入松香水兑稀。
6.根据权利要求3或4所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
7.根据权利要求6所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述松香改性酚醛树脂，由下述组分组成，按其重量份数计，
8.根据权利要求6所述的酚醛改性醇酸防锈涂料，其特征在于：所述松香改性酚醛树脂，是由下述方法制备得到的，
(1)将苯酚、乌洛托品、多聚甲醛按上述配方量称好，依次装入反应釜中；
(2)搅拌升温，用1.5-2小时升温至80℃，停止加热，自升温至90±2℃，保持反应1个小时；
(3)取样观察透明度直至完全明度，加入脂松香；
(4)缓慢升温，从90℃至150℃的升温用时为1-1.5小时；
(5)至150℃时撒加醋酸钙，用1小时缓慢升温至200℃，直至完全透明为止，出料即得。
9.权利要求1所述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
(1)将上述配方量的酚醛改性醇酸树脂、高效分散剂EDL-4020及配方量50％的重芳烃加入配料罐，搅拌下加入膨润土BE-828，以1200-1600转/分的速度分散10分钟；
(2)加入配方量的无铬多磷酸铝锌、低铅磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、以200-600转/分的速度搅拌均匀后，再以1200-1600转/分的速度分散10分钟，将浆料进入研磨机研磨至细度35微米；
(3)将浆料打入调漆罐，加入配方量的防流挂助剂、异辛酸钴、涂料用稀土催干剂、防结皮剂和余下50％重芳烃，以300-600转/分的速度搅拌20分钟，即得。
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