CN110157336A - 一种基于氨基酸稀土催干剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于氨基酸稀土催干剂及其制备方法。所述的稀土催干剂，包括氨基酸、稀土材料、表面活性剂、催化剂；所述的氨基酸是α－氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，所述的α－氨基酸为天门冬氨酸、β‑氨基酸、谷氨酸、酪氨酸中的一种或者多种；所述的化合物结构为二肽、三肽、四肽、五肽中的一种或者多种；所述的稀土材料为醋酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，硫酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，乙酰丙酮(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)中的一种或多种；所述的表面活性剂为炔醇基聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚酰胺聚氧乙烯醚、S80失水山梨糖醇脂肪酸酯/T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种。

Description

一种基于氨基酸稀土催干剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，具体涉及一种基于氨基酸稀土催干剂及其制备方法。

背景技术

随着水性涂料不断发展与市场需求，水性涂料也得到了广大消费者的认可。水性涂料环保性和安全性非常好，但是水性涂料的干燥性相比传统的油性涂料就干得很慢，这样使水性涂料发展受到了局限性。

为了解决此问题本申请国内同业技术工作者不断寻找新的解决方案。

发明内容

本发明目的是提供一种基于氨基酸稀土催干剂及其制备方法，不仅具有良好的快干性并且可以有效的增加漆膜实干后的硬度，具有出色的耐水解性，良好的可加入性并且与其他体系具有良好的混溶性，不仅可以用于水性体系中，而且可用于油墨及其溶剂型体系中。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于氨基酸稀土催干剂，包括氨基酸、稀土材料、表面活性剂、催化剂；

所述的氨基酸是α－氨基酸或α－氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，所述的α－氨基酸为天门冬氨酸、β-氨基酸、谷氨酸、酪氨酸中的一种或者多种；所述的化合物结构为二肽、三肽、四肽、五肽中的一种或者多种；

所述的稀土材料为醋酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，硫酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，乙酰丙酮(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)中的一种或多种；

所述的表面活性剂为炔醇基聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚酰胺聚氧乙烯醚、S80失水山梨糖醇脂肪酸酯/T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种；

所述的催化剂为三羟基四胺、三乙醇胺、EMDA、三甲胺、氢氧化钾、乙基吗啉中的一种或者多种。

进一步的，所述的氨基酸为天门冬氨酸以肽键连接的二肽化合物。

进一步的，所述的稀土材料为醋酸(钴、锰、钒、锆)或者乙酰丙酮(钴、锰、锆、铈)。

进一步的，所述的表面活性剂为炔醇基聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。

进一步的，所述的催化剂为三羟基四胺和EMDA。

再进一步的，包括下列质量的各组分：所述的氨基酸500-1000g；所述的稀土材料40-140g、并融于去离子纯净水中形成4-22％稀土材料水溶液；所述的表面活性剂500-1000g；所述的催化剂40-120g。

一种氨基酸稀土催干剂的制备方法，包括如下步骤：

1)、先将稀土材料加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中融化成含有4-22％稀土材料水溶液，然后加入催化剂、氨基酸,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时；然后用盐酸中和洗涤多次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品；

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂，得到精制品98％氨基酸催干剂，再加入表面活性剂复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

优选的，一种基于氨基酸稀土催干剂的制备方法，包括如下步骤：

1)、先将100g醋酸钴加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中融化成含有20％醋酸钴水溶液，然后依次再缓慢加入三羟基四胺10g和EMDA20g、天门冬氨酸470g,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时；然后用盐酸中和洗涤三次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品；

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂，得到精制品98％氨基酸催干剂，再加入表面活性剂炔醇基聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

进一步的，所述的反应釜中去离子纯净水保持为45℃热水，所述的热水为400g。

本发明的技术效果在于：鉴于水性涂料的干燥性问题，本发明利用氨基酸与无机纳米稀土材料共同制备一种新型的水性涂料催干剂，即本发明的一种基于氨基酸稀土催干剂，也可称为水性氨基酸稀土催干剂、水性多肽有机稀土催干剂，它作为主催干剂不仅具有良好的快干性并且可以有效的增加漆膜实干后的硬度。它很好的解决了在水性体系中因长时间储藏而发生的水解“失干”问题，并且具有良好的可加入性。此外它不仅可以用于水性体系中，在溶剂型树脂中也有很好的溶解性，因此可用于油墨及其溶剂型体系中。本发明的水性多肽有机稀土催干剂性能特点可使体系快速表干，具有出色的耐水解性，良好的可加入性并且与其他体系具有良好的混溶性，可用于多种体系，如水性环氧酯、水性醇酸等气干氧化交联体系，其固体形式在溶剂型体系中也可溶解,可用于清漆和色漆中，也可用于油墨体系和高固体份树脂体系中，是极低的VOC产品不含国际绿色联盟严格控制的重金属和APEO等物质，是21世纪新型绿色有机化学产品。

具体实施方式

本发明产品的主要原料：

1、氨基酸：氨基酸在本申请配方工艺中作为稀土物质稳定剂，属于主要原料之一，其中本申请选择有氨基酸是α－氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，如天门冬氨酸、β-氨基酸、谷氨酸、酪氨酸；化合物结构为二肽、三肽、四肽、五肽等，作为稀土催干剂的稳定剂本申请优选天门冬氨酸和二肽，在本产品中也可以多种氨基复合应用。

2稀土材料：稀土材料在本申请配方工艺中为催干剂的功能性催化介质，此物质很关键。其中本申请选择有：醋酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，硫酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，乙酰丙酮(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)等。作为稀土催干剂的功能性催化介质本申请优选醋酸(钴、锰、钒、锆)或者乙酰丙酮(钴、锰、锆、铈)，在本产品中也可以多种稀土盐复合应用。

3表面活性剂：表面活性剂在本申请配方中作为稀土物质的改性剂，其中本申请选择有：炔醇基聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯醚、聚酰胺聚氧乙烯醚、S80失水山梨糖醇脂肪酸酯/T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚等。作为稀土催干剂的稀土物质的改性剂本申请优选炔醇基聚氧乙烯醚异构十三醇聚氧乙烯醚、T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，在本产品中也可以多种稀土盐复合应用。

4催化剂：其本申请选择有三羟基四胺、三乙醇胺、EMDA、三甲胺、氢氧化钾、乙基吗啉等。作为稀土催干剂的制备过程中的催化剂，本申请优选三羟基四胺和EMDA，在本产品中也可以多种稀土盐复合应用。

本产品的一种优选的制备工艺：

1)、先将100g醋酸钴加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中(热水为400g)融化成含有20％醋酸钴水溶液，然后依次再缓慢加入三羟基四胺10g和EMDA20g、天门冬氨酸470g,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时。然后用盐酸中和洗涤三次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品。

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂。得到精制品98％氨基酸催干剂在加入表面活性炔醇基聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

这种方法在其他稀土盐中也可以实现，而且可以与多种稀土盐复合制备得到复合型的a-氨基酸稀土水性催干剂。

即基于下述步骤：

1)、先将稀土材料加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中融化成含有20％稀土材料水溶液，然后加入催化剂、氨基酸,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时；然后用盐酸中和洗涤多次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品；

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂，得到精制品98％氨基酸催干剂，再加入表面活性剂复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

基于上述步骤，给出本发明产品的几个实施配方：

第一实施例(配方1)：纯净水1000g+醋酸钴20g+醋酸锰20g+醋酸锆20g+醋酸钒20g(稀土材料水溶液)+

天门冬氨酸500g+二肽500g(氨基酸)+

三羟基四胺40g+EMDA80g(催化剂)+

炔醇基聚氧乙烯醚500g+异构十三醇聚氧乙烯醚500g(表面活性剂)。

第二实施例(配方2)：纯净水800g+硫酸(钴、锰、锆、钒)各20g(稀土材料水溶液)+

天门冬氨酸500g+二肽500g(氨基酸)+

三羟基四胺40g+EMDA80g(催化剂)+

炔醇基聚氧乙烯醚500g+异构十三醇聚氧乙烯醚500g(表面活性剂)。

第三实施例(配方3)：纯净水1000g+乙酰丙酮(钴、锰、锆、钒)各20g+醋酸锰20g+醋酸锆20g+醋酸钒20g(稀土材料水溶液)+

天门冬氨酸500g+二肽500g(氨基酸)+

三羟基四胺40g+EMDA80g(催化剂)+

炔醇基聚氧乙烯醚500g+异构十三醇聚氧乙烯醚500g(表面活性剂)。

第四实施例(配方4)：纯净水1000g+醋酸钴20g+乙酰丙酮锰20g(稀土材料水溶液)+

天门冬氨酸500g(氨基酸)+

三羟基四胺40g(催化剂)+

炔醇基聚氧乙烯醚500g+异构十三醇聚氧乙烯醚500g(表面活性剂)。

第五实施例(配方5)：纯净水1000g+醋酸钴20g+乙酰丙酮锰20g(稀土材料水溶液)+

天门冬氨酸500g(氨基酸)+

三羟基四胺40g(催化剂)+

炔醇基聚氧乙烯醚500g+异构十三醇聚氧乙烯醚500g(表面活性剂)。

下面为上述实施例得到的催干剂的实验明细：

此外，本发明不仅限于工艺上研究和更多是可以针对更多有机酸化合物和稀土材料制备催干剂。采用本发明这种方法在其他稀土盐中也可以实现，而且可以与多种稀土盐复合制备得到复合型的有机酸稀土水性催干剂。

Claims (9)

1.一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于，包括氨基酸、稀土材料、表面活性剂、催化剂；

所述的氨基酸是α－氨基酸或α－氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，所述的α－氨基酸为天门冬氨酸、β-氨基酸、谷氨酸、酪氨酸中的一种或者多种；所述的化合物结构为二肽、三肽、四肽、五肽中的一种或者多种；

所述的稀土材料为醋酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，硫酸(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)，乙酰丙酮(钴、锰、锆、钒、铈、锌、镧)中的一种或多种；

所述的表面活性剂为炔醇基聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚酰胺聚氧乙烯醚、S80失水山梨糖醇脂肪酸酯/T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种；

所述的催化剂为三羟基四胺、三乙醇胺、EMDA、三甲胺、氢氧化钾、乙基吗啉中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于：所述的氨基酸为天门冬氨酸以肽键连接的二肽化合物。

3.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于：所述的稀土材料为醋酸(钴、锰、钒、锆)或者乙酰丙酮(钴、锰、锆、铈)。

4.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于：所述的表面活性剂为炔醇基聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、T80聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于：所述的催化剂为三羟基四胺和EMDA。

6.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸稀土催干剂，其特征在于，包括下列质量的各组分：所述的氨基酸500-1000g；所述的稀土材料40-140g、并融于去离子纯净水中形成4-22％稀土材料水溶液；所述的表面活性剂500-1000g；所述的催化剂40-120g。

7.一种根据权利要求1-6中任意一项氨基酸稀土催干剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、先将稀土材料加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中融化成含有4-22％稀土材料水溶液，然后加入催化剂、氨基酸,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时；然后用盐酸中和洗涤多次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品；

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂，得到精制品98％氨基酸催干剂，再加入表面活性剂复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

8.根据权利要求7所述的一种基于氨基酸稀土催干剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、先将100g醋酸钴加在装有45℃去离子纯净水中的反应釜中融化成含有20％醋酸钴水溶液，然后依次再缓慢加入三羟基四胺10g和EMDA20g、天门冬氨酸470g,再在65℃常压条件下蒸煮条件反应2.5小时；然后用盐酸中和洗涤三次，得到油相氨基酸催干剂的80％初品；

2)、在110℃-130℃加负压精馏去溶剂或去除未反应催化剂，得到精制品98％氨基酸催干剂，再加入表面活性剂炔醇基聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚复配成亲水亲油的a-氨基酸钴水性催干剂。

9.根据权利要求8所述的一种基于氨基酸稀土催干剂的制备方法，其特征在于，所述的反应釜中去离子纯净水保持为45℃热水，所述的热水为400g。