CN108276565B - 一种快干型水性聚酯树脂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水性聚酯树脂的技术领域，公开了一种快干型水性聚酯树脂及其制备方法与应用。方法为：在惰性气体保护下，将5～15重量份多元醇、15～30重量份二元醇与5～20重量份间苯二甲酸‑5‑磺酸盐于155～165℃反应；然后加入35～50重量份二元酸、7～20重量份酸酐和0.02～0.5重量份催化剂，继续升温至175～195℃反应；再加入4～15重量份气干性功能单体，继续反应；升温至215～235℃并减压除水，当酸值≤8，降温，采用水调节固含量，加入三乙胺，得到快干型水性聚酯树脂。本发明的方法简单，所制备的水性聚酯树脂提高了产品的耐水解能力，降低了涂料的表干时间；用于制备水性涂料和胶黏剂。

Description

一种快干型水性聚酯树脂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于水性聚酯树脂的技术领域，具体涉及一种水性聚酯树脂及其制备方法，特别涉及一种快干型水性聚酯树脂及其制备方法与应用。
背景技术
溶剂型聚酯树脂在实际运用中含有大量的有机溶剂，对生产、储存、使用均存在隐患，其挥发造成了环境污染，影响生产作业者和消费者的身体健康，时代的发展对于材料的环保要求越来越高，对于涂料和胶黏剂的VOC提出了更高的要求，低污染或无污染环保涂料和胶黏剂是该领域的一个重要发展方向。水性聚酯树脂是一类可以应用于制备水性涂料和胶黏剂的环保树脂，水性涂料和胶黏剂相比于无溶剂的涂料和胶黏剂适用面更广，加工更方便。水性聚酯树脂继承了传统油性聚酯树脂良好的耐候性、耐化学性以及优异的韧性，良好的综合性能使其应用领域十分广阔。
CN 1307234C(授权公告号)采用聚四氢呋喃为第四组份的方法制备了水性聚酯树脂，但是在专利中未能说明或解决聚酯树脂制成涂料或胶黏剂后，干燥速度慢，不耐水解的问题；这是因为传统水性聚酯树脂分子链中含有大量的亲水基团，所以其不耐水解，并且存在表面干燥时间长的缺点。本发明通过引入具有气干性功能单体，解决了水性聚酯的上述缺点，开发了快干型的水性聚酯树脂。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种快干型水性聚酯树脂及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种快干型水性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
在惰性气体保护下，将5～15重量份多元醇、15～30重量份二元醇与5～20重量份间苯二甲酸-5-磺酸盐于155～165℃反应20～60min；然后加入35～50重量份二元酸、7～20重量份酸酐和0.02～0.5重量份催化剂，继续升温至175～195℃反应1～6h；再加入4～15重量份气干性功能单体，继续反应1～6h；最后升温至215～235℃并减压除水，保持0.5～2h，当酸值≤8，降温，得到反应产物；采用水调节反应产物的固含量，并加入三乙胺，得到快干型水性聚酯树脂。
所述降温是指降温至70～90℃；所述三乙胺的用量为反应产物中各原料总重量的6～12％；所述固含量为20～60％。
所述多元醇为季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种以上。
所述二元醇为乙二醇、丁二醇、丙二醇和新戊二醇中的一种以上。
所述气干性功能单体为三羟甲基丙烷二烯丙基醚和季戊四醇三烯丙基醚中的一种或两种。
所述间苯二甲酸-5-磺酸盐为间苯二甲酸-5-磺酸钠和间苯二甲酸-5-磺酸钾中的一种或两种。
所述二元酸为丁二酸、己二酸、葵二酸、间苯二甲酸中的一种以上。
所述酸酐为苯酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐中的一种以上。
所述催化剂为对甲苯磺酸、丁基锡酸中的一种或两种。
所述快干型水性聚酯树脂通过上述方法制备得到。
所述快干型水性聚酯树脂用于制备涂料和/或胶黏剂，特别用于制备水性涂料和/或胶黏剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：本发明在水性聚酯中引入气干性功能单体，提高了产品的耐水解能力，同时降低了涂料的表干时间；本发明的方法操作方便，产品性能优异，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
取17.8g乙二醇、13.7g三羟甲基丙烷与15.0g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入38.1g己二酸、8.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入5.2g季戊四醇三烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃，加入200g去离子水，得到固含量约为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例2
取17.8g乙二醇、14.0g季戊四醇与15.0g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入38.1g己二酸、8.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入5.2g季戊四醇三烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃左右，加入200g去离子水，得到固含量约为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例3
取17.8g乙二醇、14.0g季戊四醇与15.0g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入38.1g己二酸、8.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入4.4g三羟甲基丙烷二烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃左右，加入去离子水，得到固含量为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例4
取17.8g乙二醇、14.0g三羟甲基丙烷与15.0g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入38.1g己二酸、8.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入4.4g三羟甲基丙烷二烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃左右，加入去离子水，得到固含量为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例5
取27.2g新戊二醇、14.0g三羟甲基丙烷与14.4g间苯二甲酸-5-磺酸钾于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入34.6g己二酸、7.5g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入6.8g三羟甲基丙烷二烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃，加入去离子水，得到固含量为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例6
取17.8g乙二醇、13.7g三羟甲基丙烷与15.0g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入38.1g己二酸、8.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入3.6g季戊四醇三烯丙基醚和5.8g三羟甲基丙烷二烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃，加入去离子水，得到固含量为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
实施例7
取16.8g乙二醇、12.2g季戊四醇与13g间苯二甲酸-5-磺酸钠于160℃并在氮气保护下反应0.5h；然后加入34.1g己二酸、7.3g邻苯二甲酸酐和0.5g丁基锡酸，并升温至190℃反应2h；之后加入14.8g季戊四醇三烯丙基醚继续反应2h；最后升温至220℃并减压除水，保持2h，当酸值降到8以下后，降温至90℃左右，加入去离子水，得到固含量为30％的混合液，最终加入8g三乙胺调整混合液的pH(中性)，得到快干型水性聚酯树脂。
性能测试：
将上述实施例1-7制备的快干型水性聚酯树脂与市售水性聚酯MR7361W(对比例)作为对比，根据GB/T 1728-1979(1989)《漆膜，腻子膜干燥时间测定法》，在相同树脂含量和配方下，测定表干时间，测试结果如表1。
表1实施例1-7制备的快干型水性聚酯树脂与对比例市售水性聚酯的性能测试

Claims (5)

1.一种快干型水性聚酯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
在惰性气体保护下，将5～15重量份多元醇、15～30重量份二元醇与5～20重量份间苯二甲酸-5-磺酸盐于155～165℃反应20～60min；然后加入35～50重量份二元酸、7～20重量份酸酐和0.02～0.5重量份催化剂，继续升温至175～195℃反应1～6h；再加入4～15重量份气干性功能单体，继续反应1～6h；最后升温至215～235℃并减压除水，保持0.5～2h，当酸值≤8，降温，得到反应产物；采用水调节反应产物的固含量，并加入三乙胺，得到快干型水性聚酯树脂；
所述多元醇为季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种以上；
所述二元醇为乙二醇、丁二醇、丙二醇和新戊二醇中的一种以上；
所述二元酸为丁二酸、己二酸、癸二酸、间苯二甲酸中的一种以上；
所述酸酐为苯酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐中的一种以上；
所述气干性功能单体为三羟甲基丙烷二烯丙基醚和季戊四醇三烯丙基醚中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述快干型水性聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述间苯二甲酸-5-磺酸盐为间苯二甲酸-5-磺酸钠和间苯二甲酸-5-磺酸钾中的一种或两种；
所述催化剂为对甲苯磺酸、丁基锡酸中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述快干型水性聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述降温是指降温至70～90℃；所述三乙胺的用量为反应产物中各原料总重量的6～12％；所述固含量为20～60％。
4.一种由权利要求1～3任一项所述制备方法得到的快干型水性聚酯树脂。
5.根据权利要求4所述快干型水性聚酯树脂的应用，其特征在于：所述快干型水性聚酯树脂用于制备涂料和/或胶黏剂。
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