CN109575770B - 一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，以饱和漆酚为原料，原料溶解于溶剂中，以四甲基胍或1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯为催化剂催化剂，加入交联剂催化交联反应，然后加入封端剂进行封端反应，对饱和漆酚进行基体改性，得到饱和漆酚基功能涂料。本发明以饱和漆酚为原料，以四甲基胍、1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯或N‑甲基吗啉为催化剂，以异佛尔酮二异氰酸酯或2，4‑甲苯二异氰酸酯为交联剂，再以乙酰胺或ε‑己内酰胺为封端剂，合成了饱和漆酚基功能涂料，该涂料无生漆过敏性，燥性好，施工方便。

Description

一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法
技术领域
本发明属于饱和漆酚改性领域，具体涉及一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法。
背景技术
生漆是我国的特产资源，因其具有独特的优异性能，被誉为“涂料之王”。但是生漆成膜条件较为苛刻，必须在一定温度和湿度下才能干燥成膜，漆膜抗紫外线吸收性能欠佳，在户外容易老化龟裂；同时，还存在漆膜耐碱性差、不易喷涂、有致敏性等弊端，从而影响了生漆在工业上的发展。为此，将生漆进行改性，以适应市场的要求迫在眉睫。
目前国内外通常是以漆酚作为底物，合成的涂料颜色比较深，难以满足只起到保护作用，不改变被保护物质的原来样貌的要求。
国内外常用以下几种改性：①缩聚反应合成的漆酚缩甲醛树脂或漆酚缩糠醛树脂具有比生漆更为优异的性能，但是用到甲醛，众所周知甲醛强致癌，不环保；
②酚羟基与环氧氯丙烷反应生成多环氧基的漆酚环氧树脂，由于酚羟基与环氧氯丙烷反应成醚，在固化时不会进一步氧化成醌，因此漆膜颜色浅，柔韧性、耐碱性能好，但因其它性能不佳，所以单独使用价值不高；
③聚氨酯改性漆酚树脂主要是利用苯环上的羟基及树脂中的活泼氢与异氰酸酯反应，侧链双键交联，生成网状体型结构高分子化合物。徐景文等将生漆与2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)反应合成生漆/TDI聚合物。该聚合物具有比生漆更快的成膜速率和更优良的物理机械性能。Lu等将生漆与聚氨酯按不同配比混合，发现漆膜耐紫外线、耐水性能优越，硬度可达8H。Kim等用异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇、漆酚、二羟基丙酸、乙二胺在一定条件下合成漆酚 /聚氨酯-脲(PUU)分散体系。
研究发现，随着漆酚含量的增加，漆膜的硬度及热降解性也相应提高，且在抑制细菌生长及耐腐蚀性等方面有很好的效果。但是漆膜颜色深，会破坏被保护物质原来的面貌。
发明内容
针对上述现有技术的不足与缺陷，本发明的目的在于提供一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，解决现有技术中透明度低和致敏性高的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，以饱和漆酚为原料，原料溶解于溶剂中，以四甲基胍或1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯为催化剂催化剂，加入交联剂催化交联反应，然后加入封端剂进行封端反应，对饱和漆酚进行基体改性，得到饱和漆酚基功能涂料。
本发明还具有如下区别技术特征：
交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯。
所述的封端剂为乙酰胺或ε-己内酰胺。
以当量计：饱和漆酚：1eq；溶剂：3～5eq；催化剂：0.01eq～0.02eq；交联剂：1.2eq；封端剂：0.5eq。
所述的交联反应的具体过程为：将饱和漆酚用溶剂溶解，室温搅拌；加入催化剂，继续室温搅拌，然后滴加交联剂，交联剂的滴加持续时间为1～2h，然后升温至回流，再搅拌2～5h，完成交联反应。
所述的溶剂为四氢呋喃或松节油。
所述的封端反应的具体过程为：当交联反应完成后，加入封端剂，回流搅拌1～3h，得到饱和漆酚基功能涂料。
所述的饱和漆酚制备方法包括以下步骤：
步骤1.1：溶解生漆，搅拌1～2分钟，离心2分钟，取上层清液；
步骤1.2：将步骤1.1中离心得到的沉淀再置于烧杯中，重复步骤1.1中的操作2次；
步骤1.3：给步骤1.1和步骤1.2中得到的上清液中加入湿钯碳，并开启搅拌，接真空，氢气置换三次，保持氢气持续通入，室温反应2小时；
步骤1.4：反应结束后过滤，将得到的滤液浓缩，加入硅胶，于旋转蒸发仪上旋蒸干，然后加入到已填好硅胶的层析柱中；以石油醚-乙酸乙酯为溶剂进行梯度洗脱，根据薄层色谱检查，收集合并含饱和漆酚的流份，旋蒸后得到饱和漆酚。
步骤1.3中加入的湿钯碳为10％的湿钯碳。
步骤1.4中石油醚和乙酸乙酯的体积比为30：1～10：1。
本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本发明以饱和漆酚为原料，以四甲基胍、1,8-二氮杂二环十一碳-7- 烯或N-甲基吗啉为催化剂，以异佛尔酮二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯为交联剂，再以乙酰胺或ε-己内酰胺为封端剂，合成了饱和漆酚基功能涂料，该涂料无生漆过敏性，燥性好，施工方便。
(Ⅱ)本发明的饱和漆酚基功能涂料还具有透明度高，绿色环保、耐溶剂、耐酸碱、耐老化等特性。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例给出一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，该方法以饱和漆酚为原料，原料溶解于溶剂中，以四甲基胍为催化剂，加入交联剂催化交联反应，然后加入封端剂进行封端反应，对饱和漆酚进行基体改性，得到饱和漆酚基功能涂料。
以当量计：饱和漆酚：1eq；溶剂：5eq；催化剂：0.02eq；交联剂：1.2eq；封端剂：0.5eq。
其中：
交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯。
封端剂为ε-己内酰胺。
溶剂为四氢呋喃。
交联反应的具体过程为：将饱和漆酚用溶剂溶解，室温搅拌；加入催化剂，继续室温搅拌，然后滴加交联剂，交联剂的滴加持续时间为1～2h，然后升温至回流，再搅拌2～5h，完成交联反应。
所述的封端反应的具体过程为：当交联反应完成后，加入封端剂，回流搅拌1～3h，得到饱和漆酚基功能涂料。
本实施例中的原料饱和漆酚的制备方法包括以下步骤：
步骤1.1：溶解生漆，搅拌1～2分钟，离心2分钟，取上层清液；
步骤1.2：将步骤1.1中离心得到的沉淀再置于烧杯中，重复步骤1.1中的操作2次；
步骤1.3：给步骤1.1和步骤1.2中得到的上清液中加入钯的重量含量为 10％的湿钯碳，并开启搅拌，接真空，氢气置换三次，保持氢气持续通入，室温反应2小时；
步骤1.4：反应结束后过滤，将得到的滤液浓缩，加入硅胶，于旋转蒸发仪上旋蒸干，然后加入到已填好硅胶的层析柱中；以石油醚-乙酸乙酯为溶剂进行梯度洗脱，石油醚和乙酸乙酯的体积比为30：1～10：1；根据薄层色谱检查，收集合并含饱和漆酚的流份，旋蒸后得到饱和漆酚。
本实施例制得的饱和漆酚基功能涂料的性能测试结果如表1所示。
表 1 饱和漆酚基功能涂料技术指标
项目 指标 检测方法
漆膜外观 平整光滑 GB/T9761-1988
施工性 喷涂3道无障碍 GB/T1727-1992
光泽(60°) 98 GB/T9754-1988
表干时间/min 2 GB/T9273-88
铅笔硬度，≥ H GB/T6739
耐溶剂性 质量损失率 /
耐酸碱性 变色、起皱或龟裂 /
耐老化性 失光率 GB/T1766-1995
实施例2：
本实施例给出一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，该方法以饱和漆酚为原料，原料溶解于溶剂中，以1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯为催化剂，加入交联剂催化交联反应，然后加入封端剂进行封端反应，对饱和漆酚进行基体改性，得到饱和漆酚基功能涂料。
以当量计：饱和漆酚：1eq；溶剂：3eq；催化剂：0.01eq；交联剂：1.2eq；封端剂：0.5eq。
其中：
交联剂为2，4-甲苯二异氰酸酯。
封端剂为乙酰胺。
溶剂为松节油。
本实施例中的交联反应的具体过程与实施例1相同。
本实施例中的封端反应的具体过与实施例1相同。
本实施例中的原料饱和漆酚的制备方法与实施例1相同。
本实施例制得的饱和漆酚基功能涂料的性能测试结果与实施例1基本相同。
对比例1：
本对比例给出一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，该方法与实施例基本相同，区别仅仅在于，本对比例中不使用催化剂，其它组分和含量与实施例1 相同。
本对比例中的交联反应的具体过程与实施例1基本相同。
本对比例中的封端反应的具体过与实施例1基本相同。
本对比例中的原料饱和漆酚的制备方法与实施例1相同。
本对比例制得的饱和漆酚基功能涂料的实验结果如下：
不加催化剂，本对比例反应结束后，漆膜不干；具有刺激的交联剂挥发物气味；手感粘，质脆。
对比例2：
本对比例给出一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，该方法与实施例基本相同，区别仅仅在于，本对比例中将催化剂更换为二月桂酸二丁基锡，其它组分和含量与实施例1相同。
本对比例中的交联反应的具体过程与实施例1基本相同。
本对比例中的封端反应的具体过与实施例1基本相同。
本对比例中的原料饱和漆酚的制备方法与实施例1相同。
本对比例制得的饱和漆酚基功能涂料的实验结果如下：二月桂酸二丁基锡为催化剂，涂膜后表干时间60min，实干时间48h，燥性不好；喷涂后漆膜外观不光滑，有凸起和凹陷。

Claims (9)

1.一种饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于，以饱和漆酚为原料，原料溶解于溶剂中，以四甲基胍或1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯为催化剂，加入交联剂催化交联反应，然后加入封端剂进行封端反应，对饱和漆酚进行基体改性，得到饱和漆酚基功能涂料；
所述的饱和漆酚制备方法包括以下步骤：
步骤1.1：溶解生漆，搅拌1～2分钟，离心2分钟，取上层清液；
步骤1.2：将步骤1.1中离心得到的沉淀再置于烧杯中，重复步骤1.1中的操作2次；
步骤1.3：给步骤1.1和步骤1.2中得到的上清液中加入湿钯碳，并开启搅拌，接真空，氢气置换三次，保持氢气持续通入，室温反应2小时；
步骤1.4：反应结束后过滤，将得到的滤液浓缩，加入硅胶，于旋转蒸发仪上旋蒸干，然后加入到已填好硅胶的层析柱中；以石油醚-乙酸乙酯为溶剂进行梯度洗脱，根据薄层色谱检查，收集合并含饱和漆酚的流份，旋蒸后得到饱和漆酚。
2.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：交联剂为异佛尔酮二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯。
3.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：所述的封端剂为乙酰胺或ε-己内酰胺。
4.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：以当量计：饱和漆酚：1eq；溶剂：3～5eq；催化剂：0.01eq～0.02eq；交联剂：1.2eq；封端剂：0.5eq。
5.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：所述的交联反应的具体过程为：将饱和漆酚用溶剂溶解，室温搅拌；加入催化剂，继续室温搅拌，然后滴加交联剂，交联剂的滴加持续时间为1～2h，然后升温至回流，再搅拌2～5h，完成交联反应。
6.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为四氢呋喃或松节油。
7.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：所述的封端反应的具体过程为：当交联反应完成后，加入封端剂，回流搅拌1～3h，得到饱和漆酚基功能涂料。
8.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：步骤1.3中加入的湿钯碳为钯的重量含量为10％的湿钯碳。
9.如权利要求1所述的饱和漆酚基功能涂料的制备方法，其特征在于：步骤1.4中石油醚和乙酸乙酯的体积比为30：1～10：1。
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