CN104530401A - 一种醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种醇酸树脂，由以下重量配比的原料制成：花椒籽油775-970份，松香235-360份，顺酐26-55份，废涤纶500-600份，多元醇140-160份，黄丹1-1.5份，溶剂1600-1900份。本发明还公开了上述醇酸树脂的制备方法。本发明利用廉价的农副产品花椒籽中含的油和工业废料工业废涤纶，醇解花椒籽油，解聚废涤纶，利用废涤纶解聚的产物代替(或部分替代)苯酐和多元醇等原料，合成自干油漆用的醇酸树脂，为开发利用农副产品和工业废料、节能减排、环保创出了新的科学的方法。本发明的醇酸树脂，提高了醇酸树脂油漆的干燥效率和防锈、防腐蚀耐候性性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料化工技术领域，尤其涉及一种用于制造油漆的醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
现有用来制造醇酸系列的自干油漆所用的醇酸树脂一般是由半干性或干性植物油或由其制备的脂肪酸与甘油、季戊四醇、苯酐、200#溶剂油等组分在一定工艺条件下合成的。制备得到醇酸树脂后，再加入各种颜填料、助剂、溶剂油等成分，调配得到各种不同的醇酸类油漆。该种醇酸类油漆存在的问题是：漆膜干性慢，在温度为23±2℃、湿度为50±5％的条件下，表干≤8h，实干≤24h，施工周期长、效率低。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种醇酸树脂及其制备方法。
一方面，本发明提供了一种醇酸树脂，由以下重量配比的原料制成：
可选地，根据本发明的醇酸树脂，所述多元醇为季戊四醇和/或甘油。
可选地，根据本发明的醇酸树脂，所述多元醇为乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇的混合物。
可选地，根据本发明的醇酸树脂，所述多元醇为乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇和甘油的混合物。
可选地，本发明所述的醇酸树脂，所述溶剂为200#溶剂油。
另一方面，本发明提供了一种醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：常温下将775-970重量份的花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至120-160℃时加入1-1.5重量份的黄丹，继续升温至180-230℃时加入140-160重量份的多元醇，再升温至245-260℃保温60-90分钟；
步骤2：降温至180-200℃，加入235-360重量份的松香、26-55重量份的顺酐，升温至200-220℃并保温60-90分钟；
步骤3：升温至250-260℃，加入500-600重量份的废涤纶，再升温至275-285℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温。
可选地，根据本发明的制备方法，所述制备方法进一步包括步骤4：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入1600-1900重量份的溶剂进行兑稀，然后过滤。
本发明利用廉价的农副产品花椒籽中含的油和工业废料工业废涤纶，醇解花椒籽油，解聚废涤纶，利用废涤纶解聚的产物代替(或部分替代)苯酐和多元醇等原料，合成自干油漆用的醇酸树脂，为开发利用农副产品和工业废料、节能减排、环保创出了新的科学的方法。本发明的醇酸树脂，提高了醇酸树脂油漆的干燥效率和防锈、防腐蚀耐候性性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述醇酸树脂制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
一方面，本发明提供了一种醇酸树脂，由以下重量配比的原料制成：
其中，本发明中使用的花椒籽油是利用花椒的副产物花椒籽仁为原料制得的。花椒籽是调味品花椒生产的下脚料，人们多将其用作肥田或废弃。花椒籽是一种含油量丰富的木本油料，其理论产量高出花椒果皮20％，但却因长期未得到合理利用而造成资源浪费。本发明充分利用该农副产品，从中提取出花椒籽油用于制备醇酸树脂，实现了废弃物的资源化利用。而且，花椒籽油的碘值高达132.5，属半干性油，其特性近于梓油而优于常用的大豆油，经其制得的醇酸树脂用于油漆时，油漆的干性更好。可采用诸如先预榨再浸出的提取方法、两步浸出法以及超临界CO2萃取等现有的方法来制备花椒籽油，具体操作在此不做赘述。
本发明中所使用的多元醇可以为三元醇和/或四元醇，例如季戊四醇、甘油或两者的混合物；还可以是二元醇与四元醇的混合物，或者是二元醇与三元醇和四元醇的混合物，例如可以是选自乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇的混合物，或者是选自乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇和甘油进行混合得到的混合物。即，有以下几种情况的混合：乙二醇与季戊四醇的混合，二甘醇与季戊四醇的混合，乙二醇、季戊四醇与甘油的混合，二甘醇、季戊四醇与甘油的混合，乙二醇、二甘醇与季戊四醇的混合，乙二醇、二甘醇、季戊四醇与甘油的混合。
本发明中所使用的溶剂为200#溶剂油。
另一方面，本发明提供了上述醇酸树脂的制备方法，图1示出了本发明所述醇酸树脂制备方法的流程示意图。如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
步骤1：常温下将775-970重量份的花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至120-160℃时加入1-1.5重量份的黄丹，继续升温至180-230℃时加入140-160重量份的多元醇，再升温至245-260℃保温60-90分钟；
步骤2：降温至180-200℃，加入235-360重量份的松香、26-55重量份的顺酐，升温至200-220℃并保温60-90分钟；
步骤3：升温至250-260℃，加入500-600重量份的废涤纶，再升温至275-285℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温。
其中，在上述步骤1中，在245-260℃下发生醇解反应。采用测定乙醇容忍度的方法来判定醇解反应的终点，具体操作为：取反应釜中的反应产物与95％的乙醇以1:5的体积比在25℃下混合，混合物为透明，则表明达到醇解反应终点。
在上述步骤3中，废涤纶在高温下降解成为合成醇酸树脂可利用的有机单体及低聚物，利用解聚的产物可代替苯酐和多元醇等原料，不仅实现了废涤纶的资源化利用，还降低了生产醇酸树脂所需的原料成本。所述废涤纶可来自于纺织行业中的涤纶废料，或者诸如矿泉水瓶等涤纶制品的废弃物。废涤纶解聚后的产物与其他产物发生合成反应，生成醇酸树脂。可采用KOH溶液滴定法对反应产物进行酸价的测定。即，取反应釜中的物质与200#溶剂油以1:1的比例混合，然后以KOH溶液进行滴定，测定酸价。由于采用的测定方法为现有技术，详细的测定步骤在此不做赘述。当酸价达到10mgKOH/g以下时，再进行反应产物粘度的测定，具体操作为：采用格式管进行粘度测定，将反应釜中的物质与200#溶剂油以1:1的比例混合，在25℃下测定粘度达到8-10s时，即标志着树脂合成达到终点。
进一步地，本发明所述的制备方法还包括步骤4，将合成得到的醇酸树脂进行兑稀处理，具体操作为：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入1600-1900重量份的溶剂进行兑稀，然后过滤，得到固含量为55-60％的兑稀醇酸树脂。此处的溶剂为200#溶剂油。经过该兑稀处理，使得制备得到的醇酸树脂更容易保存及后续的使用。
根据本发明提出的醇酸树脂以及醇酸树脂制备方法的可选因素较多，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。为了具体的描述本发明，选择以下实施例进行示例性说明。
实施例1
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油775份，松香235份，顺酐26份，废涤纶500份，季戊四醇140份，黄丹1份，200#溶剂油1600份。
本实施例醇酸树脂的制备方法为：
步骤1：常温下将花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至120℃时加入黄丹，继续升温至180℃时加入季戊四醇，再升温至245℃保温60分钟；
步骤2：降温至180℃，加入松香、顺酐，升温至200℃并保温60分钟；
步骤3：升温至250℃，加入废涤纶，再升温至275℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温；
步骤4：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入200#溶剂油进行兑稀，然后过滤，得到固含量为55％的兑稀醇酸树脂。
实施例2
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油775份，松香360份，顺酐26份，废涤纶600份，季戊四醇160份，黄丹1.5份，200#溶剂油1900份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油820份，松香280份，顺酐35份，废涤纶520份，季戊四醇150份，黄丹1.2份，200#溶剂油1700份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油850份，松香360份，顺酐55份，废涤纶600份，甘油160份，黄丹1.5份，200#溶剂油1900份。
本实施例醇酸树脂的制备方法为：
步骤1：常温下将花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至160℃时加入黄丹，继续升温至230℃时加入甘油，再升温至260℃保温80分钟；
步骤2：降温至200℃，加入松香、顺酐，升温至220℃并保温70分钟；
步骤3：升温至260℃，加入废涤纶，再升温至285℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温；
步骤4：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入200#溶剂油进行兑稀，然后过滤，得到固含量为56％的兑稀醇酸树脂。
实施例5
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油880份，松香250份，顺酐40份，废涤纶540份，甘油140份，黄丹1.3份，200#溶剂油1800份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例4相同。
实施例6
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油920份，松香320份，顺酐45份，废涤纶560份，甘油150份，黄丹1.4份，200#溶剂油1750份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例4相同。
实施例7
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油950份，松香350份，顺酐50份，废涤纶580份，乙二醇与季戊四醇的混合物160份，黄丹1份，200#溶剂油1850份。
本实施例醇酸树脂的制备方法为：
步骤1：常温下将花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至140℃时加入黄丹，继续升温至200℃时加入乙二醇与季戊四醇的混合物，再升温至250℃保温90分钟；
步骤2：降温至190℃，加入松香、顺酐，升温至210℃并保温90分钟；
步骤3：升温至250℃，加入废涤纶，再升温至280℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温；
步骤4：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入200#溶剂油进行兑稀，然后过滤，得到固含量为57％的兑稀醇酸树脂。
实施例8
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油970份，松香360份，顺酐55份，废涤纶600份，乙二醇与季戊四醇的混合物160份，黄丹1.5份，200#溶剂油1900份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例7相同。
实施例9
本实施例醇酸树脂的原料重量配比为：花椒籽油970份，松香235份，顺酐26份，废涤纶500份，乙二醇与季戊四醇的混合物140份，黄丹1份，200#溶剂油1600份。
本实施例醇酸树脂的制备方法与实施例7相同。
采用本发明制备的醇酸树脂能够制成调和漆和防锈漆，提高油漆防腐蚀、耐候性能，延长了油漆的使用寿命，制得的油漆产品比现有的同类油漆的表干时间和实干时间均有所降低，大大提高了施工效率。为了更好地说明上述技术效果，本申请人将本发明制得的醇酸树脂按照如下重量配比制成醇酸树脂防锈漆：
按照国标GB/T 25251-2010醇酸树脂涂料技术标准对上述配比制备得到的醇酸树脂防锈漆的干燥时间、划格试验、耐盐水性和耐水性指标进行了检测，具体指标及实测值如下表1所示。
表1
由表1检测数据可以看出，本发明的醇酸树脂防锈漆的表干时间较国标要求要快3-4.5h，实干时间快16-17h，大大提高了施工效率。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
Claims (7)
1.一种醇酸树脂，由以下重量配比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的醇酸树脂，其中，所述多元醇为季戊四醇和/或甘油。
3.根据权利要求1所述的醇酸树脂，其中，所述多元醇为乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇的混合物。
4.根据权利要求1所述的醇酸树脂，其中，所述多元醇为乙二醇、二甘醇中的至少一种与季戊四醇和甘油的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的醇酸树脂，其中，所述溶剂为200#溶剂油。
6.权利要求1-5任一项所述的醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：常温下将775-970重量份的花椒籽油加入到反应釜中，搅拌下升温至120-160℃时加入1-1.5重量份的黄丹，继续升温至180-230℃时加入140-160重量份的多元醇，再升温至245-260℃保温60-90分钟；
步骤2：降温至180-200℃，加入235-360重量份的松香、26-55重量份的顺酐，升温至200-220℃并保温60-90分钟；
步骤3：升温至250-260℃，加入500-600重量份的废涤纶，再升温至275-285℃并保温90分钟后，取反应釜中物质进行酸价测定，直至酸价在10mgKOH/g以下；然后再取反应釜中物质进行粘度测定，直至粘度达到8-9s时，结束保温。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述制备方法进一步包括步骤4：将反应釜降温至180℃，向反应釜中加入1600-1900重量份的溶剂进行兑稀，然后过滤。
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