CN109796583B - 酚醛树脂改性水性醇酸树脂及制备工艺和应用 - Google Patents

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酚醛树脂改性水性醇酸树脂及制备工艺和应用，属于涂料的技术领域，所述酚醛树脂改性水性醇酸树脂按重量份数计，包括改性酚醛树脂20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份、偏苯三酸酐8～10份、乙二醇丁醚25～27份。本发明水性醇酸光泽高、硬度建立的较快，耐水性好。

Description

酚醛树脂改性水性醇酸树脂及制备工艺和应用
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，涉及改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂、防锈漆及各自的制备工艺。本发明水性醇酸光泽高、硬度建立的较快，耐水性好。
背景技术
醇酸树脂是涂料行业使用最为广泛的树脂之一，其特点是成膜性好、附着力加、光泽高、漆膜丰满等，性价比高、但是其涂膜较软，耐水性较差不能令人满意。
酚醛改性醇酸树脂可以提高醇酸树脂的硬度以及耐水性能，一般的方法为低分子量的热固性酚醛树脂加到醇酸树脂中参与反应，提高了树脂中的苯环含量，但其反应机理是酚醇结构在加热的情况下脱水生成亚甲基醌，其与油中的双键起加成反应。所以在改性的同时也降低了油的不饱和度。因此也削弱了醇酸的最终氧化交联密度。而热塑性醇酸树脂可以较容易的融于醇酸树脂中，但其不能参与醇酸的反应，对醇酸的性能提高有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种酚醛改性水性醇酸树脂及其制备工艺，以及用该酚醛改性水性醇酸树脂的防锈漆及制备工艺。本发明首先利用环氧树脂与热塑性酚醛树脂反应，产生活性较高的羟基，利用此中间产物当做多元醇，参与醇酸树脂的酯化反应。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种用改性酚醛树脂改性的水性醇酸树脂，按重量份数计，包括改性酚醛树脂20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份、偏苯三酸酐8～10份、乙二醇丁醚25～27份。
按重量份数计，所述改性酚醛树脂包括线性酚醛树脂600～800份，环氧树脂或活性环氧稀释剂400～600份，所述线性酚醛树脂的分子量为500-1000。
所述的环氧树脂包括双酚A型环氧树脂如E51、E44、E20。
所述的活性环氧稀释剂选自AGE、BGE、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、苯基缩水甘油醚中的一种或任意组合。
所述改性酚醛树脂由下述方法制备：按重量份数计，取线性酚醛树脂600～800份，环氧树脂400～600份，加入至反应器中，180℃反应3h，取出备用。
所述的改性水性醇酸树脂的制备工艺，按重量份数计，将豆油酸40～50份、改性酚醛树脂20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份投入反应釜，升温到220～230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170～180℃加入偏苯三酸酐8～10份，反应至酸值50±5，降温加入乙二醇丁醚25～27份，搅拌均匀，取出备用。
包含所述改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂的防锈漆，按重量份数计，包括改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂35～40份、三乙胺2.2～2.7份、去离子水33～37份、乙二醇丁醚3～4份、改性磷酸锌11～14份、炭黑1.0～1.2份、钛白粉6～8份、沉淀硫酸钡11～14份、膨润土0.5～1.0份、分散剂BYK2012 0.4～0.7份、水性催干剂2.5～3.2份、消泡剂BYK012 0.1份。
所述的防锈漆的制备工艺，将改性酚醛树脂改性醇酸树脂、三乙胺加入配料罐，500～700转/分搅拌10～20分钟，加入去离子、乙二醇丁醚、搅拌10～20分钟，加入分散剂BYK2012，水性催干剂、改性磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、膨润土、消泡剂，以500～700转/分的速度搅拌均匀后，再以1500～2000转/分的速度分散10～20分钟，将浆料加入研磨机研磨至细度35微米，取出备用。
本发明的有益效果是：
1、与热固性酚醛树脂改性相比不降低醇酸树脂的干性。
2、与热塑性酚醛树脂改性相比，可以参与醇酸树脂的反应，体系更均一，分子量分布均匀、窄化。
3、作为可以设计的大分子多元醇参与醇酸反应容易合成质量较好的醇酸树脂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。
一、具体实施例
实施例1
将豆油酸46份、季戊四醇20份、改性酚醛树脂25份、苯酐15份、苯甲酸9份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170℃加入偏苯三酸酐8份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚26份，搅拌均匀，至固含为75％。
所述改性酚醛树脂由下述方法制备：将线性酚醛树脂(Mn＝700)700份，环氧树脂E51 400份加入到三口瓶中，升温到180℃反应3h，降温得到改性酚醛树脂，备用。
实施例2
将豆油酸46份、季戊四醇20份、改性酚醛树脂25份、苯酐15份、苯甲酸9份投入到反应釜中，逐步升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170℃加入偏苯三酸酐8份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚26份，搅拌均匀，至固含为75％。
所述改性酚醛树脂由下述方法制备：将线性酚醛树脂(Mn＝700)700份，活性环氧稀释剂AGE 570份加入到三口瓶中，升温到180℃反应3h，降温备用。
实施例3
将豆油酸40份、季戊四醇18份、改性酚醛树脂30份、苯酐16份、苯甲酸8份投入到反应釜中，升温到220℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到175℃加入偏苯三酸酐10份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚27份，搅拌均匀，至固含为75％。
所述改性酚醛树脂由下述方法制备：将线性酚醛树脂(Mn＝700)600份，环氧树脂E51 500份加入到三口瓶中，升温到180℃反应3h，降温得到改性酚醛树脂，备用。
实施例4
将豆油酸50份、季戊四醇22份、改性酚醛树脂20份、苯酐14份、苯甲酸10份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到180℃加入偏苯三酸酐9份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚27份，搅拌均匀，至固含为75％。
所述改性酚醛树脂由下述方法制备：将线性酚醛树脂(Mn＝700)800份，环氧树脂E51 600份加入到三口瓶中，升温到180℃反应3h，降温得到改性酚醛树脂，备用。
对比例1
将豆油酸46份、季戊四醇23份、苯酐15份、苯甲酸9份投入到反应釜中，逐步升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170℃加入偏苯三酸酐8份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚26份，搅拌均匀，至固含为75％。
对比例2
将豆油酸46份、季戊四醇20份、线形酚醛树脂25份，苯酐15份、苯甲酸9份投入到反应釜中，逐步升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170℃加入偏苯三酸酐8份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚26份，搅拌均匀，至固含为75％。
对比例3
将豆油酸46份、季戊四醇20份、热固性酚醛树脂2402 25份、苯酐15份、苯甲酸9份投入到反应釜中，逐步升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170℃加入偏苯三酸酐8份，反应至酸值为50，降温加入乙二醇丁醚26份，搅拌均匀，至固含为75％。
二、应用试验
酚醛改性醇酸的防锈涂料，见表1。
Figure BDA0001962139520000051
Figure BDA0001962139520000061
上述酚醛改性醇酸防锈涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
将上述的配方量的酚醛改性醇酸树脂、三乙胺加入配料罐，500转/分搅拌10分钟，加入配方量的去离子、乙二醇丁醚、搅拌10分钟，加入配方量的分散剂BYK2012，水性催干剂、改性磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、膨润土、消泡剂，以500转/分的速度搅拌均匀后，再以1500转/分的速度分散10分钟，将浆料加入研磨机研磨至细度35微米，取出备用。
对上述酚醛改性醇酸防锈涂料进行检测，检测方法及结果见表2。
表2
项目 试验例1 试验例2 试验例3 试验例4 试验例5 试验例6 试验例7
表干 40min 45min 40min 43min 2h 40min 1h
实干 8h 8h 8h 8h 14h 8h 10h
光泽度 91 92 91 92 92 82 91
冲击性 50cm 50cm 50cm 50cm 50cm 40cm 50cm
耐水性 200h 200h 200h 200h 110h 150h 110h
耐盐雾性 200h 200h 200h 200h 80h 100h 110h
热储(50℃) 14天 14天 14天 14天 14天 7天 14天
试验例8
改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂的防锈漆，按重量份数计，包括改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂35份、三乙胺2.7份、去离子水33份、乙二醇丁醚4份、改性磷酸锌11份、炭黑1.2份、钛白粉6份、沉淀硫酸钡14份、膨润土0.5份、分散剂BYK2012 0.7份、水性催干剂3.2份、消泡剂BYK012 0.1份。
将改性酚醛树脂改性醇酸树脂、三乙胺加入配料罐，700转/分搅拌20分钟，加入去离子、乙二醇丁醚、搅拌20分钟，加入分散剂BYK2012，水性催干剂、改性磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、膨润土、消泡剂，以700转/分的速度搅拌均匀后，再以1800转/分的速度分散20分钟，将浆料加入研磨机研磨至细度35微米，取出备用。
试验例9
改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂的防锈漆，按重量份数计，包括改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂40份、三乙胺2.2份、去离子水37份、乙二醇丁醚3.5份、改性磷酸锌14份、炭黑1.0份、钛白粉8份、沉淀硫酸钡11份、膨润土1.0份、分散剂BYK2012 0.4份、水性催干剂2.5份、消泡剂BYK012 0.1份。
将改性酚醛树脂改性醇酸树脂、三乙胺加入配料罐，600转/分搅拌15分钟，加入去离子、乙二醇丁醚、搅拌15分钟，加入分散剂BYK2012，水性催干剂、改性磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、膨润土、消泡剂，以600转/分的速度搅拌均匀后，再以2000转/分的速度分散15分钟，将浆料加入研磨机研磨至细度35微米，取出备用。
对上述酚醛改性醇酸防锈涂料进行检测，检测方法及结果见表3。
表3
项目 表干 实干 光泽度 冲击性 耐水性 耐盐雾性 热储(50℃)
试验例8 41min 7.8h 91 55cm 200h 200h 16天
试验例9 43min 7.7h 92 55cm 200h 200h 18天

Claims (5)

1.一种用改性酚醛树脂改性的水性醇酸树脂，其特征在于，按重量份数计，包括改性酚醛树脂20～30份、豆油酸40～50份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份、偏苯三酸酐8～10份、乙二醇丁醚25～27份；
按重量份数计，所述改性酚醛树脂包括线性酚醛树脂600～800份，环氧树脂E51或活性环氧稀释剂AGE 400～600份，所述线性酚醛树脂的分子量为500-1000。
2.根据权利要求1所述的一种用改性酚醛树脂改性的水性醇酸树脂，其特征在于，所述改性酚醛树脂由下述方法制备：按重量份数计，取线性酚醛树脂600～800份，环氧树脂E51400～600份，加入至反应器中，180℃反应3h，取出备用。
3.如权利要求1所述的改性水性醇酸树脂的制备工艺，其特征在于，按重量份数计，将豆油酸40～50份、改性酚醛树脂20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份投入反应釜，升温到220～230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，降温到170～180℃加入偏苯三酸酐8～10份，反应至酸值50±5，降温加入乙二醇丁醚25～27份，搅拌均匀，取出备用。
4.一种包含权利要求1所述改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂的防锈漆，其特征在于，按重量份数计，包括改性酚醛树脂改性水性醇酸树脂35～40份、三乙胺2.2～2.7份、去离子水33～37份、乙二醇丁醚3～4份、改性磷酸锌11～14份、炭黑1.0～1.2份、钛白粉6～8份、沉淀硫酸钡11～14份、膨润土0.5～1.0份、分散剂BYK2012 0.4～0.7份、水性催干剂2.5～3.2份、消泡剂BYK012 0.1份。
5.如权利要求4所述的防锈漆的制备工艺，其特征在于，将改性酚醛树脂改性醇酸树脂、三乙胺加入配料罐，500～700转/分搅拌10～20分钟，加入去离子、乙二醇丁醚、搅拌10～20分钟，加入分散剂BYK2012，水性催干剂、改性磷酸锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、膨润土、消泡剂，以500～700转/分的速度搅拌均匀后，再以1500～2000转/分的速度分散10～20分钟，将浆料加入研磨机研磨至细度35微米，取出备用。
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