CN107337786A - 一种水性醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

一种水性醇酸树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水性醇酸树脂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1.将40～50质量份的亚麻油酸、5～6质量份的苯甲酸、11～13质量份的二元酸、9～12质量份的多元醇、0～3质量份的二甲苯加入反应釜进行反应，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；S2.加入3～4质量份的偏苯三酸酐以及0～2质量份的二甲苯，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；S3.加入5～10质量份的二异辛基琥珀磺酸钠，反应20min～50min后进入步骤S4；S4.加入25～30质量份的助溶剂，搅拌均匀，得到产品。

Description

一种水性醇酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料领域，尤其涉及一种水性醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
水性醇酸树脂是由多元醇、多元酸与植物油(酸)或其他脂肪酸经酯化、缩聚而成的高酸值低粘度树脂。该树脂用有机胺中和后制得的水性涂料具有附着力强、硬度高、耐冲击以及VOC排放量低等优点。
水溶性树脂能在水中溶解，主要原因是在分子链上带有亲水性基团。但是，正是由于水性涂料存在这些亲水基团，使它比同类型的溶剂涂料的湿附着力要逊色得多，即在潮湿的环境中容易失去粘性而脱落，这就限制了水溶性涂料的应用范围。可见改进水性涂料的湿附着力是十分迫切的。
在申请号为CN201510797258.3的中国专利中，公开了一种耐候性、耐水性好的水性醇酸树脂，该专利通过脂肪酸法制得醇酸树脂，并通过环氧基有机硅氧烷中的环氧基与醇酸树脂分子链中的醇羟基、羧基进行反应，从而将有机硅氧烷链段引入到水性醇酸树脂体系中，合成了耐水性、防污性、耐候性、滑爽性及防腐性均优良的水性环氧基有机硅氧烷改性醇酸树脂。但是在实际使用中，该醇酸树脂湿附着力仍有待进一步的提升。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种水性醇酸树脂的制备方法，制得的水性醇酸树脂具有良好的耐水性。
本发明的目的之二在于提供一种水性醇酸树脂，其具备良好的耐水性。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种水性醇酸树脂制备方法，包括以下步骤：
S1.将40～50质量份的亚麻油酸、5～6质量份的苯甲酸、11～13质量份的二元酸、9～12质量份的多元醇、0～3质量份的二甲苯加入反应釜进行反应，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；
S2.加入3～4质量份的偏苯三酸酐以及0～2质量份的二甲苯，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；
S3.加入5～10质量份的二异辛基琥珀磺酸钠，反应20min～50min后进入步骤S4；
S4.加入25～30质量份的助溶剂，搅拌均匀，得到产品。
优选地，所述步骤S1中的多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、丙三醇中的一种或几种。
优选地，所述步骤S1中的二元酸选自间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
优选地，所述步骤S4中，助溶剂选自乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种或几种。
优选地，所述步骤S1中各原料加入反应釜后，搅拌升温至160～180℃，反应3～4小时，然后升温至200～210℃，反应5～6小时，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；所述步骤S2中，先降温至160～170℃，然后加入偏苯三酸酐和二甲苯，再升温至175～185℃，反应1～2小时，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；所述步骤S3中，先降温至140℃，加入二异辛基琥珀磺酸钠，保温20～50min，然后进入步骤S4；所述步骤S4中，加入助溶剂，然后降温至100～120℃，搅拌均匀，得到产品。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种水性醇酸树脂，通过以下步骤制备：
S1.将40～50质量份的亚麻油酸、5～6质量份的苯甲酸、11～13质量份的二元酸、9～12质量份的多元醇、0～3质量份的二甲苯加入反应釜进行反应，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；
S2.加入3～4质量份的偏苯三酸酐以及0～2质量份的二甲苯，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；
S3.加入5～10质量份的二异辛基琥珀磺酸钠，反应20min～50min后进入步骤S4；
S4.加入25～30质量份的助溶剂，搅拌均匀，得到产品。
本发明提供的耐水性好的水性醇酸树脂具有以下有益效果：
(1)在水性醇酸树脂中引入了二异辛基琥珀磺酸钠，减少了水溶性单体偏苯三酸酐的使用，提高了水性醇酸树脂的耐水性；
(2)由于二异辛基琥珀磺酸钠为阴离子型润湿剂，使得本发明的水性醇酸树脂涂膜与金属底材之间形成致密的底层，有利于减少水分对底材的侵蚀；
(3)由于水性醇酸树脂的耐水性好，对金属底材具有较好的附着力，因此在涂膜泡水时，不容易起泡或脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[实施例1]
一种水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将40质量份的亚麻油酸、5质量份的苯甲酸、11质量份的二元酸、9质量份的多元醇、1质量份的二甲苯加入反应釜，搅拌升温至160～180℃，反应3～4小时，然后升温至200～210℃，反应5～6小时，当反应物的酸价达到7mgKOH/g时，进入步骤S2；
S2.先降温至160～170℃，然后加入3质量份的偏苯三酸酐和1质量份的二甲苯，再升温至175～185℃，反应1～2小时，当反应物的酸价达到35mgKOH/g时，进入步骤S3；
S3.先降温至140℃，然后加入5质量份的二异辛基琥珀磺酸钠，保温20min～50min，然后进入步骤S4；
S4.加入25质量份的助溶剂，然后降温至100～120℃，搅拌均匀，得到产品。
其中二甲苯的作用主要是促进酯化反应向正反应反向进行。即使不添加二甲苯，上述制备方法也能够得到产物。
其中二元酸选自间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种。多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、丙三醇中的一种或几种。助溶剂选自乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种或几种。
[实施例2]
其制备方法参考实施例1，实施例2与实施例1的区别在于：步骤S1中加入50质量份的亚麻油酸、6质量份的苯甲酸、13质量份的二元酸、12质量份的多元醇、2质量份的二甲苯；步骤S2中加入4质量份的偏苯三酸酐以及2质量份的二甲苯；步骤S3中，加入8质量份的二异辛基琥珀磺酸钠；步骤S4中加入30质量份的助溶剂。
[实施例3]
其制备方法参考实施例1，实施例5与实施例1的区别在于：步骤S1中加入50质量份的亚麻油酸、6质量份的苯甲酸、13质量份的二元酸、12质量份的多元醇2质量份的二甲苯；步骤S2中加入4质量份的偏苯三酸酐以及3质量份的二甲苯；步骤S3中，加入8质量份的二异辛基琥珀磺酸钠；步骤S4中加入30质量份的助溶剂。
[实施例4]
其制备方法参考实施例1，实施例3与实施例1的区别在于：步骤S1中加入50质量份的亚麻油酸、6质量份的苯甲酸、13质量份的二元酸、12质量份的多元醇、0质量份的二甲苯；步骤S2中加入4质量份的偏苯三酸酐以及0质量份的二甲苯；步骤S3中，加入10质量份的二异辛基琥珀磺酸钠；步骤S4中加入30质量份的助溶剂。
[实施例5]
其制备方法参考实施例1，实施例4与实施例1的区别在于：步骤S1中加入45质量份的亚麻油酸、6质量份的苯甲酸、12质量份的二元酸、10质量份的多元醇、1质量份的二甲苯；步骤S2中加入4质量份的偏苯三酸酐以及1质量份的二甲苯；步骤S3中，加入8质量份的二异辛基琥珀磺酸钠；步骤S4中加入30质量份的助溶剂。
[实施例6]
其制备方法参考实施例1，实施例6与实施例1的区别在于：步骤S1中，当反应物的酸价达到15mgKOH/g时，进入步骤S2；步骤S2中，当反应物的酸价达到40mgKOH/g时，进入步骤S3。
[实施例7]
其制备方法参考实施例1，实施例7与实施例1的区别在于：步骤S3中二异辛基琥珀磺酸钠的添加量为8质量份。
[实施例8]
其制备方法参考实施例1，实施例8与实施例1的区别在于：步骤S3中二异辛基琥珀磺酸钠的添加量为10质量份。
[对比例1]
一种水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
a.将40质量份的亚麻油酸、5质量份的苯甲酸、11质量份的二元酸、9质量份的多元醇、2质量份的二甲苯加入反应釜，搅拌升温至160～180℃，反应3～4小时，然后升温至200～210℃，反应5～6小时，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤b；
b.先降温至160～170℃，然后加入7质量份的偏苯三酸酐和1质量份的二甲苯，再升温至175～185℃，反应1～2小时，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤c；
c.降温至140℃，加入25质量份的助溶剂，然后降温至100～120℃，搅拌均匀，得到产品。
将实施例1-8以及对比例1制得的水性醇酸树脂应用于水性工业防腐涂料中，将其与有机胺中和，制得水性工业漆，采用喷涂方式涂覆于标准马口铁版表面，室温放置7天后，铁板表面形成厚度为25～30μm的涂膜，然后进行各项性能的测试。依据GB/T1728对干燥性能进行测试，依据GB/T1720-1988对附着力等级进行测试，依据GB/T1733-93对耐水性进行测试，测试数据见表1。从表1的数据可以看出，与对比例1相比，实施例1-3的涂膜干燥性能、附着力以及耐水性都有提升。尤其在耐水性以及附着力上，添加了二异辛基琥珀磺酸钠的涂膜与未添加二异辛基琥珀磺酸钠的涂膜相比有大幅的提升。
表1
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种水性醇酸树脂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将40～50质量份的亚麻油酸、5～6质量份的苯甲酸、11～13质量份的二元酸、9～12质量份的多元醇、0～3质量份的二甲苯加入反应釜进行反应，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；
S2.加入3～4质量份的偏苯三酸酐以及0～2质量份的二甲苯，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；
S3.加入5～10质量份的二异辛基琥珀磺酸钠，反应20min～50min后进入步骤S4；
S4.加入25～30质量份的助溶剂，搅拌均匀，得到产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、丙三醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的二元酸选自间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，助溶剂选自乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中各原料加入反应釜后，搅拌升温至160～180℃，反应3～4小时，然后升温至200～210℃，反应5～6小时，当反应物的酸价达到7mgKOH/g～15mgKOH/g时，进入步骤S2；所述步骤S2中，先降温至160～170℃，然后加入偏苯三酸酐和二甲苯，再升温至175～185℃，反应1～2小时，当反应物的酸价达到35mgKOH/g～40mgKOH/g时，进入步骤S3；所述步骤S3中，先降温至140℃，加入二异辛基琥珀磺酸钠，保温20～50min，然后进入步骤S4；所述步骤S4中，加入助溶剂，然后降温至100～120℃，搅拌均匀，得到产品。
6.一种由权利要求1-5任一所述的水性醇酸树脂制备方法制得的水性醇酸树脂。
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