CN104829849B - 一种醇酸转相乳液及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种醇酸转相乳液涂料，包括以下重量份的组分：醇酸转相乳液60～70份；颜填料10～20份；流变剂1～1.5份；消泡剂0.05～0.1份；油性催干剂0.5～1份；去离子水10～25份。本发明提供的醇酸转相乳液具有极低的VOC值，涂料耐化学品性、耐水性及耐盐雾性好，应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种醇酸转相乳液及其制备方法与应用。
背景技术
醇酸涂料具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能，广泛应用于机械电子、航空、交通和建筑领域。
目前，传统醇酸树脂是不溶于水的即溶剂型涂料。一方面，市场大多数水性醇酸产品为水溶型，即在传统醇酸树脂基础上利用偏苯三酸酐或顺酐将酸值控制在40～60mgKOH/g，然后加入30～40％的乙二醇醚或丁醇类有机溶剂稀释，最后利用有毒的胺类进行中和，结果导致树脂粘度较大，涂膜实干慢，硬度低，不耐水解，成漆储存稳定性等不良弊病；另一方面，有机挥发物对人们的健康危害正日益加重，使雾霾天气逐渐增多，随着社会的进步和人们对环境要求的不断提高及环保标准法规的不断完善，低VOC和空气污染物的环境友好绿色涂料日益收到人们的关注，并得到了迅速发展。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种理化性能优异的醇酸转相乳液。
技术方案：本发明了提供的一种醇酸转相乳液，由以下重量份的组分组成：
作为优选，其质量固体浓度为50％±2。
作为另一种优选，所述复合乳化剂A由腰果酚与顺丁烯二酸酐反应后，再与聚乙二醇酯化反应得到；乳化剂B为阴离子型乳化剂，优选十二烷基苯磺酸钠；所述油性催干剂为异辛酸盐，优选异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸锌、异辛酸钙。本发明还提供了上述醇酸转相乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应1-2h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌5-15min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，200-300r/min搅拌5-15min使溶解；再加入油性催干剂搅拌5-15min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌15-25min，同时缓慢增加搅拌速度至400-600r/min；
(6)在400-600r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h 20min至1h 30min；
(7)继续搅拌5-15min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。
本发明还提供了一种醇酸转相乳液涂料，包括以下重量份的组分：
优选地，还包括分散剂、助溶剂等。
本发明还提供了上述醇酸转相乳液涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量40～60％的去离子水，消泡剂A-10、颜填料混合后，以800～1200r/min的转速分散15～25min，研磨使细度达到35μm，打入制漆罐；
(2)加入醇酸转相乳液，加入余量去离子水搅拌均匀，600～800r/min的转速分散5～15min；
(3)再加入流变剂8w、流变剂2020，以600～800r/min的转速搅拌25～35min，即得。
有益效果：本发明提供的醇酸转相乳液耐化学品性、耐水性及耐盐雾性好，应用范围广。
1.本发明提供的醇酸转相乳液生产工艺简单可行，和其它水性醇酸树脂相比具有生产转型快、周期短、价格较低等特点，现市场在售水性醇酸类产品中市场价位为13元/kg，该产品价位为9元/kg，有较大的性价比优势。
2.经检测该乳液具有氧化干燥速度快，高硬度和优异的耐盐雾性。可代替溶剂型醇酸树脂用于生产水性环保型自干或低温烘烤型醇酸漆，解决了传统水性醇酸树脂的涂膜实干慢，硬度低，不耐水解，成漆储存稳定性等不良弊病，使用方便，能够满足水性化、附着力好、柔韧性好，耐盐雾性好的保护的涂装要求，具有环保，无污染，性能可靠等特点，市场发展前景广泛。
3.本发明醇酸转相乳液涂料中包括利用自制的乳化剂将传统醇酸树脂基料进行转相乳化，然后用水进行稀释，所得的树脂性能可与油性漆相媲美，是一款真正具有极低VOC，对环境污染小，低粘度的绿色环保涂料。
4.本发明通过研制醇酸转相乳液涂料、适宜的颜料体积浓度、优选耐候颜料、无铬防锈颜料以及功能助剂，使漆膜的丰满度、附着力、耐盐雾、耐化学品性等综合性能更加优异，特别是乳液干燥时间和乳液施工性能较市售水性醇酸树脂提高很多。
具体实施方式
本发明使用的分散剂、消泡剂、流平剂、为海川罗门哈斯公司生产。
实施例1
醇酸转相乳液白漆，包括以下重量份的组分：
其中，醇酸乳液的质量固体浓度为50％，其由以下重量份的组分组成：
其中，醇酸转相乳液白漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量50％的去离子水、消泡剂A-10、颜填料(金红石型钛白粉)、分散剂、丙二醇混合后，以1000r/min的转速分散20min，研磨使细度达到35μm，打入制漆罐；
(2)加入醇酸转相乳液，加入余量去离子水搅拌均匀，700r/min的转速分散5～15min；
(3)再加入流变剂8w、流变剂2020，以700r/min的转速搅拌30min，即得。
其中，所述醇酸转相乳液树脂采用以下方法制备：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应1.5h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌10min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，250r/min搅拌10min使溶解；再加入油性催干剂搅拌10min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌20min，同时缓慢增加搅拌速度至500r/min；
(6)在500r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h 20min至1h30min；
(7)继续搅拌10min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。
实施例2
醇酸转相乳液白漆，包括以下重量份的组分：
其中，醇酸乳液的质量固体浓度为52％，其由以下重量份的组分组成：
其中，醇酸转相乳液白漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量40％的去离子水，消泡剂A-10、颜填料(金红石型钛白粉)、分散剂、丙二醇混合后，以800r/min的转速分散25min，研磨使细度达到35μm，打入制漆罐；
(2)加入醇酸转相乳液，加入余量去离子水搅拌均匀，600r/min的转速分散15min；
(3)再加入流变剂8w、流变剂2020，以600r/min的转速搅拌35min，即得。
其中，所述醇酸转相乳液树脂采用以下方法制备：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应1h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌15min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，200r/min搅拌15min使溶解；再加入油性催干剂搅拌5min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌15min，同时缓慢增加搅拌速度至400r/min；
(6)在400r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h 20min至1h30min；
(7)继续搅拌15min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。
实施例3
醇酸转相乳液白漆，包括以下重量份的组分：
其中，醇酸乳液的质量固体浓度为48％，其由以下重量份的组分组成：
(1)将配方量60％的去离子水，消泡剂A-10、颜填料(金红石型钛白粉)、分散剂、丙二醇混合后，以1200r/min的转速分散15min，研磨使细度达到35μm，打入制漆罐；
(2)加入醇酸转相乳液，加入余量去离子水搅拌均匀，800r/min的转速分散5min；
(3)再加入流变剂8w、流变剂2020，以800r/min的转速搅拌25min，即得。
其中，所述醇酸转相乳液树脂采用以下方法制备：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应2h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌5min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，300r/min搅拌5min使溶解；再加入油性催干剂搅拌15min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌25min，同时缓慢增加搅拌速度至600r/min；
(6)在600r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h 20min至1h30min；
(7)继续搅拌5min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。
实施例4
醇酸转相乳液铁红底漆，包括以下重量份的组分：
其中，醇酸转相乳液的质量固体浓度为50％，其由以下重量份的组分组成：
其制备方法，包括以下步骤：
(1)加入水、消泡剂、颜填料(铁红粉110A、ST防锈颜料)以1000r/min的转速分散20min，将浆料送入砂磨机研磨，细度达到35μm后打入制漆罐。(2)将配方量的醇酸转相乳液加入配料罐中，搅拌下加入配方量50％的去离子水搅拌均匀，然后加入分散剂，以700r/min的转速分散10min。
(3)再加入流变剂、绢云母、滑石粉、油性催干剂，以700r/min的转速搅拌30min，即得。
其中，所述醇酸转相乳液树脂采用以下方法制备：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应1.5h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌10min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，250r/min搅拌10min使溶解；再加入油性催干剂搅拌10min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌20min，同时缓慢增加搅拌速度至500r/min；
(6)在500r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h 20min至1h30min；
(7)继续搅拌10min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。醇酸转相乳液成漆与市售油性漆性能对比，见表1和2。
表1
表2
Claims (6)
1.一种醇酸转相乳液，其特征在于：由以下重量份的组分组成：
豆油酸20-30份、季戊四醇15-25份、苯酐30-40份、
回流溶剂3-5份、去离子水40-50份、复合乳化剂A、B 3-5份、
油性催干剂0.5-1.0份、氢氧化钾0.5-1.0份、碳九溶剂3-5份；
所述复合乳化剂A、B中包括乳化剂A和乳化剂B，乳化剂A由腰果酚与顺丁烯二酸酐反应后，再与聚乙二醇酯化反应得到；乳化剂B为阴离子型乳化剂。
2.根据权利要求1所述的一种醇酸转相乳液，其特征在于：其质量固体浓度为50％±2。
3.根据权利要求1所述的一种醇酸转相乳液，其特征在于：乳化剂B为十二烷基苯磺酸钠；所述油性催干剂为异辛酸盐。
4.一种权利要求1至3任一项所述的醇酸转相乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将豆油酸、苯酐、季戊四醇和回流溶剂投入乳化釜中180～185℃酯化反应1-2h；
(2)升温至220～225℃，酯化反应至酸值在10mgKOH/g以下、粘度4.0-4.5秒(格式/25℃)，降温至100℃以下，抽入乳化釜中；
(3)开启乳化釜搅拌，加入碳九溶剂，搅拌5-15min；
(4)氢氧化钾加入少量去离子水中，200-300r/min搅拌5-15min使溶解；再加入油性催干剂搅拌5-15min，再加入余量去离子水，得混合溶液，加热至70-75℃保温待用；
(5)乳化釜中加入复合乳化剂A、B，搅拌15-25min，同时缓慢增加搅拌速度至400-600r/min；
(6)在400-600r/min的搅拌下，向乳化釜中滴加混合溶液，滴加至1h后注意观察反应现象，待转相后将剩余混合溶液全部加入，转相时间在1h20min至1h30min；
(7)继续搅拌5-15min后，冷浴降温至38±2℃，出釜，200目筛过滤，即得。
5.利用权利要求1-3任一项所述醇酸转相乳液制成的醇酸转相乳液涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：
醇酸转相乳液60-70份、颜填料10-20份、流变剂2020 0.5-1.0份、
消泡剂A-10 0.05-0.1份、流变剂8W 1-1.5份、去离子水10-25份。
6.权利要求5所述的醇酸转相乳液涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将配方量40～60％的去离子水，消泡剂A-10、颜填料混合后，以800～1200r/min的转速分散15～25min，研磨使细度达35μm，打入制漆罐；
(2)加入醇酸转相乳液，加入余量去离子水搅拌均匀，600～800r/min的转速分散5～15min；
(3)再加入流变剂8w、流变剂2020，以600～800r/min的转速搅拌25～35min，即得。
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