CN111574697B - 改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用。该改性不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:二元醇20~45份、不饱和多元酸30~45份、阻聚剂0.01~0.5份、气干剂5~20份、反应型阴离子乳化剂3~25份、水1~15份、有机溶剂1~5份。该改性不饱和聚酯树脂为水溶性树脂,无溶剂,无刺激性气味,其粘度为1800~2500mpa.s/25℃,酸值为22~30mgKOH/g,固含为85.5%±2%,贮存稳定性好。将本发明提供的改性不饱和聚酯树脂用于制备水性涂料,得到的漆膜硬度好、附着力强、耐酸碱性优异、光泽度高、无刺激性气味,综合性能优异,VOC排放低,具有广阔的应用前景。

Description

改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,特别是涉及一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用。
背景技术
不饱和聚酯树脂是由二元酸和二元醇缩聚而成的含不饱和双键的聚合物,是一种热固性树脂,当其在热或引发剂的作用下,可固化成为一种不溶不融的高分子网状聚合物,为了方便施工、改善性能,常用苯乙烯或者丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)等活性单体进行稀释。不饱和聚酯树脂具有许多优点,比如,加工性能优良,耐化学腐蚀性较好,售价低、制备与使用简单、成型后产品的综合性能较好以及对涂装温度的要求不高,而且漆膜装饰作用良好,漆膜坚韧耐磨,易于保养的优点。因此,不饱和聚酯树脂被广泛应用于树脂-玻纤复合材料、人造大理石、木器漆等多个领域。
但是,现有不饱和聚酯树脂多为溶剂型,不溶于水或难溶于水,气味大,含有较高的挥发性有机化合物(VOC),对环境造成严重污染的同时也对生产、施工的操作人员身体有毒害。现如今对涂料产品的环保性要求越来越高,采用水性不饱和聚酯树脂代替传统的溶剂型不饱和聚酯树脂势在必行,同时,提高涂料中不饱和聚酯树脂的固含,也有利于减少挥发成分的含量,制备水性化、高固含化的不饱和聚酯树脂将成为一种趋势。此外,现有不饱和聚酯树的耐热性较差,力学性能较差,稳定性差,贮存期限短,固化时收缩率较大。
发明内容
基于此,本发明的目的在于提供一种水溶性的、高固含的改性不饱和聚酯树脂,无刺激性气味,相对应的涂料也为水性产品,VOC排放低,符合环保生产理念,而且,耐热性较好,力学性能较好,贮存稳定性好。
技术方案如下:
一种改性不饱和聚酯树脂,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000021
所述气干剂包括气干剂A和气干剂B;
所述气干剂A为二聚环戊二烯;
所述气干剂B选自三羟甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基缩水甘油醚、乙二醇单烯丙基醚、二甘醇单烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇二烯丙基醚中的至少一种;
所述反应型阴离子乳化剂为艾迪科SR-10、十二烷基苯磺酸钠、磺酸盐类、油酸钠、松香酸钠、环烷酸钠和蓖麻酸钠、合成脂肪酸钠皂和硬脂酸钠中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述的改性不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000022
Figure BDA0002476620870000031
在其中一个实施例中,所述的改性不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000032
在其中一个实施例中,所述反应型阴离子乳化剂为SR-10和十二烷基苯磺酸钠的混合物。
在其中一个较为优选的实施例中,所述反应型阴离子乳化剂由艾迪科SR-10和十二烷基苯磺酸钠按重量比0.5:1~12.5:1制备而成。
在其中一个实施例中,所述二元醇为乙二醇、二甘醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-环己烷二甲醇和1,6-己二醇中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述二元醇由二甘醇和丙二醇按重量比2:1~2.5:1制备而成。
在其中一个实施例中,所述不饱和多元酸为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸和四氢苯酐中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述不饱和多元酸由富马酸和四氢苯酐按重量比9:1~11.5:1制备而成。
在其中一个实施例中,所述气干剂B为三羟甲基丙烷二烯丙基醚。
在其中一个较为优选的实施例中,所述气干剂由三羟甲基丙烷二烯丙基醚和二聚环戊二烯按重量比1.5:1~2:1制备而成。
在其中一个实施例中,所述的改性不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000041
在其中一个实施例中,所述阻聚剂选自对苯二酚、邻甲基对苯二酚和叔丁基对苯二酚中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述有机溶剂为甲苯和乙醇。
本发明还提供上述的改性不饱和聚酯树脂的制备方法,技术方案如下:
一种改性不饱和聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
将所述不饱和多元酸和所述二元醇混合,反应,得到半酯化产物;再向体系中加入所述二聚环戊二烯、阻聚剂、气干剂B和有机溶剂,得到全酯化产物;
再依次向体系中加入所述反应型阴离子乳化剂和水。
在其中一个较为优选的实施例中,所述的改性不饱和聚酯树脂的制备方法包括如下步骤:
将所述二元醇和所述不饱和多元酸混合,在160~165℃的条件下反应,得到混合物A;
升温至185~190℃反应,当体系酸值为100mgKOH/g~120mgKOH/g时,向所述混合物A中加入所述二聚环戊二烯,反应,得到混合物B;
向所述混合物B中加入部分的所述阻聚剂,所述气干剂B和有机溶剂,反应,得到混合物C;
当酸值为35mgKOH/g~38mgKOH/g时,除去有机溶剂,得到混合物D;
当所述混合物D在25℃下的粘度为23~26秒/格时,降温至120±3℃,向所述混合物D中加入剩余的所述阻聚剂,得到混合物E;
继续降温至80±2℃,向所述混合物E中加入部分的所述反应型阴离子乳化剂,保温,搅拌反应,得到混合物F;
继续降温至60±2℃,向所述混合物F中加入剩余的所述反应型阴离子乳化剂,保温,搅拌反应,得到混合物G;
将所述混合物G和水混合,进行兑稀处理。
本发明还提供上述的改性不饱和聚酯树脂在制备涂料中的应用。技术方案如下:
一种水性不饱和树脂涂料,由包括如下重量份数的原料制备而成:上述的改性不饱和聚酯树脂80~100份;助剂2~10份;水5~10份。
在其中一个实施例中,所述助剂选自催干剂、流平剂、消泡剂、引发剂和分散剂中的至少一种。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的改性不饱和聚酯树脂,其制备原料包括特定重量份数的二元醇、不饱和多元酸、阻聚剂、气干剂、反应型阴离子乳化剂和有机溶剂。二元醇、不饱和多元酸和气干剂发生反应,得到不饱和聚酯树脂,而配方中的反应型阴离子乳化剂,其分子结构中含有亲水、亲油的乳化基团和可发生聚合反应的功能基团,在聚合过程中可发生聚合反应的功能基团以共价键的方式与不饱和聚酯树脂的高分子链结合,通过功能基团与不饱和聚酯树脂的键合作用,相当于在不饱和聚酯树脂的侧链接枝了两亲性链段,使改性不饱和聚酯树脂具有亲水性,可溶于水,可直接用于水性涂料中,制备涂料时,无需使用有机溶剂,减少VOC排放,对环境污染小。并且,由于水相几乎没有残留乳化剂,可加快改性不饱和聚酯树脂的成膜速度、避免产生泡沫。同时,这种强烈的键合作用使反应型阴离子乳化剂分子在改性不饱和聚酯树脂存放、使用时不会发生迁移、解吸,因此能有效地改善改性不饱和聚酯树脂的稳定性及其膜的性能。本发明得到的改性不饱和聚酯树脂水溶性较好,仅用少量的水,便可将其溶解。
在此基础上,本发明还搭配选用具有或类似于烯丙基醚的分子结构的气干剂(包括气干剂A和气干剂B),它们在空气中易氧化生成叔碳过氧化氢和仲碳过氧化氢,而生成的过氧化氢可产生活性强的游离基,使反应继续进行,从而克服了通用不饱和聚酯树脂厌氧的不足,使其表面固化性能好,光滑平整;以及在改性后的不饱和聚酯树脂中保留了双键,使之具有进一步反应的可能性,在经过热固化以后,耐热性能及部分机械性能有所提高。同时,在二聚环戊二烯的作用下,使改性不饱和聚酯树脂快速发生链终止反应,分子量有所降低;同时,由于二聚环戊二烯对改性不饱和聚酯树脂起到的端基封闭作用,使改性不饱和聚酯树脂链端羟、羧基等极性基团大为减少,降低了大分子之间的氢键缔合,有效地降低了改性不饱和聚酯树脂的粘度,便于施工。
该改性不饱和聚酯树脂为水溶性树脂,无刺激性气味,其粘度为1800~2500mpa.s/25℃,酸值为22~30mgKOH/g,固含为85.5%±2%,贮存稳定性好。
将本发明提供的改性不饱和聚酯树脂用于制备水性涂料,得到的漆膜硬度好、附着力强、耐酸碱性优异、光泽度高、无刺激性气味,综合性能优异,VOC排放低,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
技术方案如下:
一种改性不饱和聚酯树脂,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000071
所述气干剂包括气干剂A和气干剂B;
所述气干剂A为二聚环戊二烯;
所述气干剂B选自三羟甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基缩水甘油醚、乙二醇单烯丙基醚、二甘醇单烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇二烯丙基醚中的至少一种;
所述反应型阴离子乳化剂为艾迪科SR-10、十二烷基苯磺酸钠、磺酸盐类、油酸钠、松香酸钠、环烷酸钠和蓖麻酸钠、合成脂肪酸钠皂和硬脂酸钠中的至少一种。
本发明提供的改性不饱和聚酯树脂,其制备原料包括特定重量份数的二元醇、不饱和多元酸、阻聚剂、气干剂、反应型阴离子乳化剂和有机溶剂。二元醇、不饱和多元酸和气干剂发生反应,得到不饱和聚酯树脂,而配方中的反应型阴离子乳化剂,其分子结构中含有亲水、亲油的乳化基团和可发生聚合反应的功能基团,在聚合过程中可发生聚合反应的功能基团以共价键的方式与不饱和聚酯树脂的高分子链结合,通过功能基团与不饱和聚酯树脂的键合作用,相当于在不饱和聚酯树脂的侧链接枝了两亲性链段,使改性不饱和聚酯树脂具有亲水性,可溶于水,可直接用于水性涂料中,制备涂料时,无需使用有机溶剂,减少VOC排放,对环境污染小。并且,由于水相几乎没有残留乳化剂,可加快改性不饱和聚酯树脂的成膜速度、避免产生泡沫。同时,这种强烈的键合作用使反应型阴离子乳化剂分子在改性不饱和聚酯树脂存放、使用时不会发生迁移、解吸,因此能有效地改善改性不饱和聚酯树脂的稳定性及其膜的性能。本发明得到的改性不饱和聚酯树脂水溶性较好,仅用少量的水,便可将其溶解。
在此基础上,本发明还搭配选用具有或类似于烯丙基醚的分子结构的气干剂(包括气干剂A和气干剂B),它们在空气中易氧化生成叔碳过氧化氢和仲碳过氧化氢,而生成的过氧化氢可产生活性强的游离基,使反应继续进行,从而克服了通用不饱和聚酯树脂厌氧的不足,使其表面固化性能好,光滑平整;以及在改性后的不饱和聚酯树脂中保留了双键,使之具有进一步反应的可能性,在经过热固化以后,耐热性能及部分机械性能有所提高。同时,在二聚环戊二烯的作用下,使改性不饱和聚酯树脂快速发生链终止反应,分子量有所降低;同时,由于二聚环戊二烯对改性不饱和聚酯树脂起到的端基封闭作用,使改性不饱和聚酯树脂链端羟、羧基等极性基团大为减少,降低了大分子之间的氢键缔合,有效地降低了改性不饱和聚酯树脂的粘度,便于施工。
该改性不饱和聚酯树脂为水溶性树脂,无刺激性气味,其粘度为1800~2500mpa.s/25℃,酸值为22~30mgKOH/g,固含为85.5%±2%,贮存稳定性好。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括20~45重量份数的二元醇。二元醇与不饱和多元酸发生酯化反应,生成改性不饱和聚酯树脂。
优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括25~35重量份数的二元醇。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括26~30重量份数的二元醇。
在其中一些较为优选的实施例中,所述二元醇为乙二醇、二甘醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-环己烷二甲醇和1,6-己二醇中的至少一种。
更优选地,所述二元醇为二甘醇和丙二醇的混合物。进一步优选地,所述二元醇由二甘醇和丙二醇按重量比2:1~2.5:1制备而成。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括30~45重量份数的不饱和多元酸。二元醇与不饱和多元酸发生酯化反应,生成改性不饱和聚酯树脂。
优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括32~40重量份数的不饱和多元酸。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括35~38重量份数的不饱和多元酸。
在其中一些较为优选的实施例中,所述不饱和多元酸为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸和四氢苯酐中的至少一种。
更优选地,所述不饱和多元酸为富马酸和四氢苯酐的混合物。进一步优选地,所述不饱和多元酸由富马酸和四氢苯酐按重量比9:1~11.5:1制备而成。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括0.01~0.5重量份数的阻聚剂。优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括0.01~0.3重量份数的阻聚剂。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括0.012~0.2重量份数的阻聚剂。
优选地,所述阻聚剂选自对苯二酚、邻甲基对苯二酚和叔丁基对苯二酚中的至少一种。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括5~20重量份数的气干剂,所述气干剂包括气干剂A和气干剂B;所述气干剂A为二聚环戊二烯;所述气干剂B选自三羟甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基缩水甘油醚、乙二醇单烯丙基醚、二甘醇单烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇二烯丙基醚中的至少一种。使用气干剂对改性不饱和聚酯树脂进行改性,使其粘度降低,气干性能更好。
优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括7~16重量份数的气干剂。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料包括8~14重量份数的气干剂。
在其中一些较为优选的实施例中,所述气干剂B为三羟甲基丙烷二烯丙基醚。更为优选地,所述气干剂由三羟甲基丙烷二烯丙基醚和二聚环戊二烯按重量比1.5:1~2:1制备而成。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括1~15重量份数的水。优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括3~12重量份数的水。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括3~10重量份数的水。
在本发明中,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括1~5重量份数的有机溶剂。优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括1~4重量份数的有机溶剂。更为优选地,所述改性不饱和聚酯树脂的制备原料还包括2~3重量份数的有机溶剂。
优选地,所述有机溶剂为甲苯和乙醇。甲苯的沸点为110.6℃,与反应馏温相近,可作为反应过程中回流用的溶剂。乙醇用于溶解阻聚剂。可以理解地,本发明的有机溶剂用于溶解阻聚剂和/或用于回流反应,其可在后续制备过程中通过抽真空和/或加热的方式去除。
在其中一个实施例中,所述的不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000111
在其中一个实施例中,所述的不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000112
Figure BDA0002476620870000121
在其中一个较为优选的实施例中,所述的不饱和聚酯树脂由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000122
本发明还提供上述的不饱和聚酯树脂的制备方法,技术方案如下:
一种不饱和聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
将所述不饱和多元酸和所述二元醇混合,反应,得到半酯化产物;再向体系中加入所述二聚环戊二烯、阻聚剂、气干剂B和有机溶剂,得到全酯化产物;
再依次向体系中加入所述反应型阴离子乳化剂和和水。
在其中一个实施例中,所述的不饱和聚酯树脂的制备方法包括如下步骤:
将所述二元醇和所述不饱和多元酸混合,在160~165℃的条件下反应,得到混合物A;
升温至185~190℃反应,当体系酸值为100mgKOH/g~120mgKOH/g时,向所述混合物A中加入所述二聚环戊二烯,反应,得到混合物B;
向所述混合物B中加入部分的所述阻聚剂,所述气干剂B和有机溶剂,反应,得到混合物C;
当酸值为35mgKOH/g~38mgKOH/g时,除去有机溶剂,得到混合物D;
当所述混合物D在25℃下的粘度为23~26秒/格时,降温至120±3℃,向所述混合物D中加入剩余的所述阻聚剂,得到混合物E;
继续降温至80±2℃,向所述混合物E中加入部分的所述反应型阴离子乳化剂,保温,搅拌反应,得到混合物F;
继续降温至60±2℃,向所述混合物F中加入剩余的所述反应型阴离子乳化剂,保温,搅拌反应,得到混合物G;
将所述混合物G和水混合,进行兑稀处理。
优选地,本发明所述的改性不饱和聚酯树脂的制备方法包括如下步骤:
先检查反应釜、兑稀釜应清洁无杂质,并排空分水器,空釜通底、通入N2,时间为15分钟,流量为3m3,釜:4m3/h;开搅拌按顺序投入二元醇、不饱和多元酸;快速升温至165℃控制102℃≤馏温≤115℃,保温1小时,用30分钟升至190℃,并开始测酸值(AV),当100≤AV≤120mgKOH/g时,即降温至185℃,并控制馏温≤80℃及开环流,放空分水器;
向体系中加入二聚环戊二烯,在180℃条件下反应1小时,在185℃条件下反应0.5小时,停止加热,关环流,改为回流,抽真空10分钟,抽真空后期搅拌开至85%,抽真空后排空分水器,恢复正常搅拌速度;
在搅拌的同时,向体系中加入部分阻聚剂,加阻聚剂前预先用1.5kg乙醇溶解,从反应釜漏斗加入,加入后再用1.0kg乙醇冲洗干净;充分搅拌10分钟后,向体系中加入气干剂B,升温至182±2℃保温10分钟,用有机溶剂灌满分水器;182±2℃保持大回流,每0.5h测一次酸值、粘度,当35mgKOH/g≤AV≤38mgKOH/g抽出釜内回流溶剂甲苯,回收至干净铁桶;
182±2℃保温反应,每0.5小时测粘度一次,当粘度达15秒/格时,改为每15分钟测一次粘度,粘度为23~26秒/格25℃合格,即快速开冷油降温;降温的同时开启兑稀釜N2,流量为5m3,釜:6m3/h;待物料温降至≤120℃时关闭冷油,不停地搅拌,投入剩余的阻聚剂,加阻聚剂前预先用1.5kg乙醇溶解,从反应釜漏斗加入,加入后再用1.0kg乙醇冲洗干净,搅拌10分钟;
降温至80±2℃,往反应釜内加入部分的反应型阴离子乳化剂,80±2℃保温反应,以550-600转/分钟的搅拌转速运行60分钟;
降温至60±2℃,往反应釜内加入剩余的反应型阴离子乳化剂,60±2℃保温反应,以550-600转/分钟的搅拌转速运行30分钟,使其混合均匀后,开始转釜兑稀,需严格控制转釜速度,兑稀釜温度必须小于60℃;兑稀后搅拌均匀,取样检测粘度、酸值、固含,合格后,出料。
本发明还提供上述的改性不饱和聚酯树脂在制备涂料中的应用。
本发明还提供一种水性不饱和树脂涂料,由包括如下重量份数的原料制备而成:上述的改性不饱和聚酯树脂80~100份;助剂2~10份;水5~10份。
在其中一个实施例中,所述助剂选自催干剂、流平剂、消泡剂、引发剂和分散剂中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述催干剂选自硬脂酸锌和水性钴中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述流平剂为Tego-410。
在其中一个实施例中,所述消泡剂为BYK-028。
在其中一个实施例中,所述分散剂为TEGO WET KL 245。
在其中一个实施例中,所述引发剂为过氧化甲乙酮。
在其中一个实施例中,所述水性不饱和树脂涂料为水性不饱和底漆;所述水性不饱和底漆的主剂由包括如下重量份数的原料制备而成:
90份水性不饱和树脂;4份硬脂酸锌;0.2份流平剂Tego-410;0.2份消泡剂BYK-028;0.3份分散剂TEGO WET KL 245。
在其中一个实施例中,所述水性不饱和底漆由包括如下重量份数的原料制备而成:
水性不饱和底漆主剂100份;水10份;水性钴2份;过氧化甲乙酮2份。
本发明所述的水性不饱和底漆,其制备方法如下:
(1)制备水性不饱和底漆的主剂
按照设计要求称量各原料,先将本发明中所述的水性不饱和树脂投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次性加入消泡剂、流平剂和分散剂,搅拌5分钟后,在搅拌状态下投入催干剂,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂。
(2)制备水性不饱和底漆
将上述的水性不饱和底漆和水、催干剂和引发剂搅拌均匀,即得。
以下为具体实施例部分,若无特殊说明,所有原料均可来源于市售。
SR-10:日本艾迪科反应型阴离子乳化剂SR-10;
流平剂:Tego-410;
消泡剂:BYK-028;
分散剂:TEGO WET KL 245;
水性钴:佛山昌联科技有限公司,型号UC-6;
过氧化甲乙酮:佛山昌联科技有限公司,型号M-50。
实施例1
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000161
(2)制备改性不饱和聚酯树脂1
先检查反应釜、兑稀釜应清洁无杂质,并排空分水器,空釜通底、通入N2,时间为15分钟,流量为3m3,釜:4m3/h;开搅拌按顺序投入甘醇、丙二醇、富马酸、四氢苯酐;快速升温至165℃控制102℃≤馏温≤115℃,保温1小时,用30分钟升至190℃,并开始测酸值,当100≤AV≤120mgKOH/g时,即降温至185℃,并控制馏温≤80℃及开环流,放空分水器;
向体系中加入二聚环戊二烯,在180℃条件下反应1小时,在185℃条件下反应0.5小时,停止加热,关环流,改为回流,抽真空10分钟,抽真空后期搅拌开至85%,抽真空后排空分水器,恢复正常搅拌速度;
在搅拌的同时,向体系中加入部分的邻甲基对苯二酚,加邻甲基对苯二酚前预先用1.5kg乙醇溶解,从反应釜漏斗加入,加入后再用1.0kg乙醇冲洗干净;充分搅拌10分钟后,向体系中加入三羟甲基丙烷二烯丙基醚,升温至182±2℃保温10分钟,用有机溶剂灌满分水器;182±2℃保持大回流,每0.5h测一次酸值、粘度,当35mgKOH/g≤AV≤38mgKOH/g抽出釜内回流溶剂甲苯,回收至干净铁桶;
182±2℃保温反应,每0.5小时测粘度一次,当粘度达15秒/格时,改为每15分钟测一次粘度,粘度为23~26秒/格25℃合格,即快速开冷油降温;降温的同时开启兑稀釜N2,流量为5m3,釜:6m3/h;待物料温降至≤120℃时关闭冷油,不停地搅拌,投入剩余的邻甲基对苯二酚,加邻甲基对苯二酚前预先用1.5kg乙醇溶解,从反应釜漏斗加入,加入后再用1.0kg乙醇冲洗干净,搅拌10分钟;
降温至80±2℃,往反应釜内加入部分的十二烷基苯磺酸钠,80±2℃保温反应,以550-600转/分钟的搅拌转速运行60分钟;
降温至60±2℃,往反应釜内加入SR-10,60±2℃保温反应,以550-600转/分钟的搅拌转速运行30分钟,使其混合均匀后,开始转釜兑稀,需严格控制转釜速度,兑稀釜温度必须小于60℃;兑稀后搅拌均匀,取样检测粘度、酸值、固含,合格后,出料,得到改性不饱和聚酯树脂1,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆1
将90份上述改性不饱和聚酯树脂1投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂1;
再将100份上述的水性不饱和底漆的主剂1和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆1,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
实施例2
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000181
(2)制备改性不饱和聚酯树脂2
制备方法同实施例1,得到不饱和聚酯树,2,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆2
将90份上述改性不饱和聚酯树脂2投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂2;
再将100份上述的水性不饱和底漆的主剂2和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆2,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
实施例3
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000191
(2)制备改性不饱和聚酯树脂3
制备方法同实施例1,得到不饱和聚酯树,3,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆3
将90份上述改性不饱和聚酯树脂3投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂3;
再将100份上述的水性不饱和底漆的主剂3和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆3,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
实施例4
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000192
Figure BDA0002476620870000201
(2)制备改性不饱和聚酯树脂4
制备方法同实施例1,得到改性不饱和聚酯树脂4,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆4
将90份上述改性不饱和聚酯树脂4投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂4;
再将100份上述的水性不饱和底漆的主剂4和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆4,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
实施例5
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000202
Figure BDA0002476620870000211
(2)制备改性不饱和聚酯树脂5
制备方法同实施例1,得到改性不饱和聚酯树脂5,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆5
将90份上述改性不饱和聚酯树脂5投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂5;
再将100份上述的的水性不饱和底漆的主剂5和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆5,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
实施例6
本实施例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000212
Figure BDA0002476620870000221
(2)制备改性不饱和聚酯树脂6
制备方法同实施例1,得到改性不饱和聚酯树脂6,树脂性能结果见表1。
(3)制备水性不饱和底漆6
将90份上述改性不饱和聚酯树脂6投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为水性不饱和底漆的主剂6;
再将100份上述的水性不饱和底漆的主剂6和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,得到水性不饱和底漆6,将其喷涂于木器表面,等待24h后测试性能,结果见表2。
对比例1
本对比例提供一种改性不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用
(1)改性不饱和聚酯树脂由如下重量份数的原料制备而成:
Figure BDA0002476620870000222
Figure BDA0002476620870000231
(2)制备改性不饱和聚酯树脂7
制备方法同实施例1,得到改性不饱和聚酯树脂7,树脂性能结果见表1。
(3)制备不饱和底漆7
将90份上述改性不饱和聚酯树脂7投入到高速搅拌机中,在500r/min的搅拌状态下一次加入消泡剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂0.3份,搅拌5分钟后,搅在拌状态下投入硬脂酸锌4份,换为高速搅拌;搅拌15分钟后,用120目滤网过滤,所得滤液即为不饱和底漆的主剂7;
再将100份上述的不饱和底漆的主剂7和10份水、2份水性钴、2份过氧化甲乙酮混合,搅拌均匀,水溶性很差,无法制备得到水性不饱和底漆。
对比例2
对比例2为市售产品,油性品牌为嘉宝莉自产产品,型号:PE6808。
对实施例1~6和对比例1中的改性不饱和聚酯树脂进行性能测试,评价方法如下:
在容器中的状态:目测;
贮存稳定性:80度烘箱放置7天;
粘度:Brookfield Viscometer RVT,测试25℃下的粘度,单位为mPa.s/25℃;
固体含量:120度烘烤1小时;
酸值:山东本创仪器有限公司,全自动油品酸值测定仪型号:BSZ-805型。测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002476620870000241
对实施例1~6和对比例2中的底漆进行性能测试,评价方法如下:
漆膜外观:目测;
光泽:GB 1743-1979林上LS191镜向光泽度计;
硬度:GB6739-86涂膜硬度铅笔测定法;
附着力:GB 1720-1979(1989);
耐划伤性:GB/T 9279.1-2015;
耐水性:GB 1733-1993;
耐污性:GB T 23999-2009;
耐干热性:GB/T 4893.3-2005;
耐碱性:GB/T9265-2009;
耐醇性:Q/JBL03-2004;
胶化时间:水浴25度;
漆膜丰满度:目测;
VOC:GB18582-2001。
结果见表2。
表2
Figure BDA0002476620870000251
Figure BDA0002476620870000261
由表1和表2可知,本发明所述的改性不饱和聚酯树脂为水溶性树脂,无刺激性气味,其粘度为1800~2500mpa.s/25℃,酸值为22~30mgKOH/g,固含为85.5%±2%,贮存稳定性好。将本发明提供的改性不饱和聚酯树脂用于制备水性涂料,得到的漆膜硬度好、附着力强、耐酸碱性优异、光泽度高、无刺激性气味,综合性能优异,VOC排放低,具有广阔的应用前景。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure 68397DEST_PATH_IMAGE001
所述气干剂包括气干剂A和气干剂B;
所述气干剂A为二聚环戊二烯;
所述气干剂B选自三羟甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基缩水甘油醚、乙二醇单烯丙基醚、二甘醇单烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇二烯丙基醚中的至少一种;
所述改性不饱和聚酯树脂的制备方法包括如下步骤:
将所述二元醇和所述不饱和多元酸混合,在160~165℃的条件下反应,得到混合物A;
升温至185~190℃反应,当体系酸值为100mgKOH/g~120mgKOH/g时,向所述混合物A中加入所述二聚环戊二烯,反应,得到混合物B;
向所述混合物B中加入部分的所述阻聚剂,所述气干剂B和有机溶剂,反应,得到混合物C;
当酸值为35mgKOH/g~38mgKOH/g时,除去有机溶剂,得到混合物D;
当所述混合物D在25℃下的粘度为23~26秒/格时,降温至120±3℃,向所述混合物D中加入剩余的所述阻聚剂,得到混合物E;
继续降温至80±2℃,向所述混合物E中加入所述十二烷基苯磺酸钠,保温,搅拌反应,得到混合物F;
继续降温至60±2℃,向所述混合物F中加入所述SR-10,保温,搅拌反应,得到混合物G;
将所述混合物G和水混合,进行兑稀处理。
2.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure 297384DEST_PATH_IMAGE002
3.根据权利要求2所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure 361155DEST_PATH_IMAGE003
4.根据权利要求1至3任一项所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述二元醇选自乙二醇、二甘醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-环己烷二甲醇和1,6-己二醇中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述二元醇由二甘醇和丙二醇按重量比2:1~2.5:1制备而成。
6.根据权利要求1至3任一项所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述不饱和多元酸为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸和四氢苯酐中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述不饱和多元酸由富马酸和四氢苯酐按重量比9:1~11.5:1制备而成。
8.根据权利要求1至3任一项所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述气干剂由三羟甲基丙烷二烯丙基醚和二聚环戊二烯按重量比1.5:1~2:1制备而成。
9.根据权利要求1所述的改性不饱和聚酯树脂,其特征在于,由包括如下重量份数的原料制备而成:
Figure 215847DEST_PATH_IMAGE004
10.一种水性不饱和树脂涂料,其特征在于,由包括如下重量份数的原料制备而成:权利要求1至9任一项所述的改性不饱和聚酯树脂80~100份;助剂2~10份;水5~10份。
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