CN111925496A - 一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料领域，具体公开了一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用。所述生物基自增稠树脂主要由多元醇、油酸、蓖麻油、二异氰酸酯、低聚物多元醇和扩链剂制得，所述生物基自增稠树脂具有较高的粘度，且具有粘度可调节性；所述生物基自增稠树脂基于植物种子为原材料，生物基组分含量达到20％以上，具备生物基的特性，综合性能优异，能够通过国际生物基认证。利用所述生物基自增稠树脂制备的水性涂料，自增稠性能优异，且稳定性强，其涂膜具备良好的抗粘连性及耐水性，尤其适合于木器。

Description

一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用。
背景技术
水性聚氨酯因其优异的粘结性、抗热黏冷脆性、高韧性及抗划伤性，被广泛应用于涂料领域。然而，目前市售的通用性水性聚氨酯粘度较低，会引起成品涂料储存期的沉降，施工期的不均匀、下垂、滴落等问题，因此，在配制涂料时需要外加增稠剂。增稠剂具备显著的亲水性和柔性，以保证能在水相中充分溶胀，但会影响涂料干膜的抗粘连性、耐水性以及防沾污性，从而降低了制品的综合性能。因此，具备自增稠性能的水性聚氨酯树脂成为了研究的重点。
但是目前的自增稠水性树脂，主要通过pH的调节或依靠外加的等同于增稠剂的物质，如氨基酸类及膨润土等来达到增稠目的，通过调节pH的方式在实际应用中会受到局限，而外加等同于增稠剂的化石原料制得的树脂在黏度和稳定性上仍达不到要求，对涂料的性能也会产生影响，且不利于涂料行业的绿色、可持续发展。
因此，亟需提供一种具有较高的粘度和储存稳定性的生物基自增稠树脂，能够制备出具有优异抗粘连性、耐水性以及防沾污性的涂料。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生物基自增稠树脂，所述生物基自增稠树脂具有较高的粘度和储存稳定性，利用其能够制备出具有优异抗粘连性、耐水性以及防沾污性的涂料。
一种生物基自增稠树脂，主要由多元醇、油酸、蓖麻油、二异氰酸酯、低聚物多元醇和扩链剂制得。
所述生物基自增稠树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将多元醇、油酸、催化剂混合，加热，反应制得聚合物1；
(2)将步骤(1)制得的聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯、扩链剂1与溶剂，混合，反应制得聚合物2；
(3)向步骤(2)制得的聚合物2中加入低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2，反应后去溶剂，即制得所述生物基自增稠树脂。
优选的，步骤(1)中所述多元醇与所述油酸的质量比为1：(2-5)；进一步优选的，步骤(1)中所述多元醇与所述油酸的质量比为1：(3-4)。
优选的，所述多元醇为季戊四醇和/或丙三醇。
优选的，所述催化剂为钛酸酯类，如四异丙基钛酸酯和钛酸四丁酯。
优选的，步骤(2)中所述聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯和扩链剂1的质量比为(20-50)：(10-40)：(20-50)：(10-25)；进一步优选的，步骤(2)中的所述聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯和扩链剂1的质量比为(20-40)：(10-40)：(20-40)：(10-18)。
优选的，步骤(2)中所述扩链剂1为二羟甲基丙酸或/和二羟甲基丁酸。
优选的，步骤(3)中所述聚合物2、低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2的质量比为(20-50)：(20-40)：(10-30)：(1-10)；进一步优选的，步骤(3)中所述聚合物2、低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2的质量比为(30-50)：(20-40)：(12-30)：(2-7)。
优选的，步骤(3)中所述低聚物多元醇为聚酯二元醇或/和聚碳酸酯二元醇，进一步优选的，步骤(3)中所述低聚物多元醇为聚己内酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇或聚碳酸酯多元醇中的至少一种。
优选的，步骤(2)和步骤(3)中所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
优选的，步骤(3)中所述扩链剂2为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的至少一种。
优选的，步骤(3)中在去溶剂之前可加入中和剂，所述中和剂为三乙胺、二乙醇胺、氮甲基二乙醇胺或二甲基乙醇胺中的至少一种。
优选的，步骤(2)中所述溶剂为丙酮、丁酮、氮甲基吡咯烷酮、氮乙基吡咯烷酮中的至少一种，具体加入量根据反应体系粘度适度调控。
具体的，所述生物基自增稠树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入多元醇及部分油酸(约油酸总质量的1/3)，在氮气氛下逐步升温至160-180℃进行酯化脱水反应，同时控制精馏塔塔顶的温度为100-115℃；向反应釜内滴加剩余油酸，1-1.5小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.03-0.08％的催化剂，同时将反应温度以0.5-1.5℃/min的速度升温至200-220℃，并降低釜压至0.1-0.3MPa以内，低压保温反应2-3小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，标记为聚合物1。
(2)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入聚合物1、蓖麻油及二异氰酸酯，在70-85℃下反应2-3小时，期间根据体系粘度加入有机溶剂降低粘度；向反应釜中加入小分子内乳化扩链剂1及有机溶剂，保温反应2-3小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2。
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入聚合物2、低聚物多元醇及二异氰酸酯，在70-85℃下反应1-3小时，期间根据体系粘度加入有机溶剂降低粘度；向反应釜中滴加扩链剂2，保温反应3-4小时；待体系温度降至40℃以下后，加入中和剂，搅拌0.5小时后加入水分散；脱出有机溶剂，得到所述生物基自增稠树脂。
优选的，步骤(1)中所述升温，以梯度升温的方式为佳，具体是从室温升至130-150℃后保温0.5-1小时，随后升温至150-160℃，保温0.5-1小时，最后升温至165-180℃，保温0.5-1小时。梯度升温有助于控制反应速度在合理的区间。
一种生物基自增稠水性涂料，包括以下组分：所述生物基自增稠树脂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂、分散剂、水。
优选的，所述生物基自增稠水性涂料，按重量份计，包括：
Figure BDA0002566523090000031
进一步优选的，所述生物基自增稠水性涂料，按重量份计，包括：
Figure BDA0002566523090000032
Figure BDA0002566523090000041
优选的，所述生物基自增稠水性涂料还包括无机颜料、防冻剂、杀菌剂、消光粉、交联剂中的至少一种。
所述无机颜料为铝粉、铜粉、碳黑、锌白或钛白粉中的至少一种。
优选的，所述成膜助剂为丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚或二丙二醇丁醚。
优选的，所述流平剂为BYK-350、BYK-356或BYK-381。
优选的，所述消泡剂为BYK-019、BYK-021或BYK-A550。
优选的，所述润湿剂为BYK-187、BYK-3400或BYK-3410。
优选的，所述防毒杀菌剂BIOCIDE D10。
优选的，所述增稠剂为WT-113、WT-115或WT-120。
优选的，所述分散剂为BYKUMEN、GA40或EDL-4080。
优选的，所述交联剂为环氧硅氧烷或碳化二亚胺。
一种生物基自增稠水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
称取所述生物基自增稠树脂、成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂、分散剂和水，混合，即制得所述的生物基自增稠水性涂料。
所述生物基自增稠水性涂料可制备成清漆、底漆和面漆，喷涂于木器，如木质桌椅，家具等。所述生物基自增稠水性涂料与木质具有特殊的结合力，喷涂于木器，粘度稳定性强，其涂膜具备良好的抗粘连性及耐水性。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明以多元醇、油酸、蓖麻油、二异氰酸酯、低聚物多元醇为主要原料制备生物基自增稠树脂，通过采用油酸与蓖麻油为原料，替代化石原料，蓖麻油中含70％的三官能度和30％的二官能度，充分利用其进行聚合反应，制得的乳液储存稳定性强，同时还可以使乳滴间相互作用增大，微观表现为摩擦效应增强，宏观表现即为自增稠效果。
(2)所述生物基自增稠树脂具有较高的粘度，且具有粘度可调节性，利用其制备水性涂料，水的加入有助于减弱乳滴间相互作用，而成膜助剂有助于增强微观摩擦效应，使得水性涂料自增稠性能优异，且稳定性强。
(3)所述生物基自增稠树脂基于植物种子为原材料，生物基组分含量达到20％以上，具备生物基的特性，综合性能优异，能够通过国际生物基认证。
(4)以所述生物基自增稠树脂为主体树脂制备的水性涂料粘度稳定性强，其涂膜具备良好的抗粘连性及耐水性，尤其适合于木器。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中BYK-350、BYK-356、BYK-381、BYK-019、BYK-021、BYK-A550、BYK-187、BYK-3400、BYK-3410、BYK-UMEN购买于德国毕克公司；防毒杀菌剂BIOCIDE D10购买于陶氏化学；增稠剂WT-113、WT-115、WT-120购买于德谦化工有限公司；分散剂GA40购买于汽巴精化(中国)有限公司。其他所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入100g丙三醇及100g油酸，在氮气氛下从室温升至140℃后保温0.5小时，随后升温至150℃，保温0.5小时，最后升温至170℃，进行酯化脱水反应，保温1小时。同时控制精馏塔塔顶的温度为100-105℃；
(2)向反应釜内滴加剩余200g油酸，1小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.05％的钛酸四丁酯作为催化剂，同时将反应温度以一定速度升温至210℃，并降低釜压至0.1MPa以内，低压保温反应2小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，记为聚合物1-1；
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入200g聚合物1-1、100g蓖麻油及200g六亚甲基二异氰酸酯，在75℃下反应3小时，期间根据体系粘度加入200g丁酮降低粘度；
(4)向反应釜中加入120g二羟甲基丙酸及100g氮甲基吡咯烷酮，保温反应2小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2-1；
(5)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入350g聚合物2-1、300g聚己内酯二元醇及120g二环己基甲烷二异氰酸酯，在80℃下反应2小时，期间根据体系粘度加入200g丁酮降低粘度；
(6)向反应釜中滴加20g丁二醇及50g丁酮，保温反应3小时；
(7)待体系温度降至40℃以内后，加入20g三乙胺，搅拌0.5小时后加入水分散；
(8)脱出有机溶剂，得到最终的生物基自增稠水性聚氨酯树脂，记为生物基自增稠树脂-1。
实施例2
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入100g季戊四醇及130g油酸，在氮气氛下从室温升至140℃后保温1小时，随后升温至150℃，保温0.5小时，最后升温至170℃，进行酯化脱水反应，保温1小时。同时控制精馏塔塔顶的温度为100-105℃；
(2)向反应釜内滴加剩余270g油酸，1小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.05％的四异丙基钛酸酯作为催化剂，同时将反应温度以一定速度升温至210℃，并降低釜压至0.1MPa以内，低压保温反应3小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，记为聚合物1-2；
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入400g聚合物1-2、100g蓖麻油及300g异佛尔酮二异氰酸酯，在80℃下反应3小时，期间根据体系粘度加入300g丁酮降低粘度；
(4)向反应釜中加入100g二羟甲基丙酸及100g氮乙基吡咯烷酮，保温反应3小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2-2；
(5)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入500g聚合物2-2、200g聚己二酸丁二醇酯二元醇及150g甲苯二异氰酸酯，在75℃下反应2小时，期间根据体系粘度加入200g丙酮降低粘度；
(6)向反应釜中滴加30g乙二醇及50g丙酮，保温反应3小时；
(7)待体系温度降至40℃以内后，加入40g氮甲基二乙醇胺，搅拌0.5小时后加入水分散；
(8)脱出有机溶剂，得到最终的生物基自增稠水性聚氨酯树脂，记为生物基自增稠树脂-2。
实施例3
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入100g季戊四醇及100g油酸，在氮气氛下从室温升至140℃后保温1小时，随后升温至150℃，保温0.5小时，最后升温至170℃，进行酯化脱水反应，保温1小时。同时控制精馏塔塔顶的温度为100-105℃；
(2)向反应釜内滴加剩余200g油酸，1小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.05％的四异丙基钛酸酯作为催化剂，同时将反应温度以一定速度升温至210℃，并降低釜压至0.1MPa以内，低压保温反应3小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，记为聚合物1-3；
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入200g聚合物1-3、400g蓖麻油及400g异佛尔酮二异氰酸酯，在80℃下反应3小时，期间根据体系粘度加入400g丁酮降低粘度；
(4)向反应釜中加入150g二羟甲基丁酸及100g氮乙基吡咯烷酮，保温反应2-3小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2-3；
(5)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入300g聚合物2-3、400g聚碳酸脂二元醇及300g二环己基甲烷二异氰酸酯，在75℃下反应2小时，期间根据体系粘度加入200g丙酮降低粘度；
(6)向反应釜中滴加70g丙二醇及250g丁酮，保温反应2小时；
(7)待体系温度降至40℃以内后，加入35g二乙醇胺，搅拌0.5小时后加入水分散；
(8)脱出有机溶剂，得到最终的生物基自增稠水性聚氨酯树脂，记为生物基自增稠树脂-3。
实施例4
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入30g丙三醇、70g季戊四醇及120g油酸，在氮气氛下从室温升至140℃后保温1小时，随后升温至150℃，保温0.5小时，最后升温至170℃，进行酯化脱水反应，保温1小时。同时控制精馏塔塔顶的温度为100-105℃；
(2)向反应釜内滴加剩余240g油酸，1小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.05％的钛酸四丁酯作为催化剂，同时将反应温度以一定速度升温至210℃，并降低釜压至0.1MPa以内，低压保温反应3小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，记为聚合物1-4；
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入300g聚合物1-4、200g蓖麻油及300g六亚甲基二异氰酸酯，在75℃下反应3小时，期间根据体系粘度加入200g丁酮降低粘度；
(4)向反应釜中加入180g二羟甲基丁酸及100g氮乙基吡咯烷酮，保温反应2-3小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2-4；
(5)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入300g聚合物2-4、200g聚己内酯二元醇及300g二环己基甲烷二异氰酸酯，在75℃下反应2小时，期间根据体系粘度加入200g丙酮降低粘度；
(6)向反应釜中滴加60g乙二醇及250g丁酮，保温反应2小时；
(7)待体系温度降至40℃以内后，加入25g二甲基乙醇胺，搅拌0.5小时后加入水分散；
(8)脱出有机溶剂，得到最终的生物基自增稠水性聚氨酯树脂，记为生物基自增稠树脂-4。
实施例5
(1)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入30g丙三醇、70g季戊四醇及100g油酸，在氮气氛下从室温升至140℃后保温1小时，随后升温至150℃，保温0.5小时，最后升温至170℃，进行酯化脱水反应，保温1小时。同时控制精馏塔塔顶的温度为100-105℃；
(2)向反应釜内滴加剩余100g油酸，1小时匀速滴完，并加入反应物总质量0.05％的钛酸四丁酯作为催化剂，同时将反应温度以一定速度升温至210℃，并降低釜压至0.1MPa以内，低压保温反应3小时。监控产物羟值，待反应结束后出料备用，记为聚合物1-5；
(3)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入200g聚合物1-5、100g蓖麻油及250g六亚甲基二异氰酸酯，在75℃下反应3小时，期间根据体系粘度加入150g丁酮降低粘度；
(4)向反应釜中加入80g二羟甲基丁酸及100g氮乙基吡咯烷酮，保温反应2-3小时，反应完毕后出料备用，标记为聚合物2-5；
(5)向带有回流冷凝装置的反应釜中加入200g聚合物2-5、200g聚己内酯二元醇及300g二环己基甲烷二异氰酸酯，在75℃下反应2小时，期间根据体系粘度加入200g丙酮降低粘度；
(6)向反应釜中滴加60g乙二醇及150g丁酮，保温反应2小时；
(7)待体系温度降至40℃以内后，加入10g二甲基乙醇胺，搅拌0.5小时后加入水分散；
(8)脱出有机溶剂，得到最终的生物基自增稠水性聚氨酯树脂，记为生物基自增稠树脂-5。
实施例6
(1)将90重量份的生物基自增稠树脂-1、0.2重量份的BYK-021、1重量份的丙二醇丁醚、2重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入0.3重量份的BYK-350、0.3重量份的BYK-3400、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入3重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到涂料，记为涂料-1。
所述涂料可喷涂于金属、塑料、木器等表面，粘度稳定性强，其涂膜具备良好的抗粘连性及耐水性。
实施例7
高光水性清漆的制备
(1)将88重量份的生物基自增稠树脂-3、0.3重量份的BYK-019、2重量份的二丙二醇甲醚、2重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入0.3重量份的BYK-356、0.3重量份的BYK-187、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入3重量份的环氧硅氧烷，高速搅拌0.5小时后得到水性清漆，记为涂料-2。
实施例8
哑光水性清漆的制备
(1)将85重量份的生物基自增稠树脂-2、0.4重量份的BYK-A 550、3重量份的二丙二醇丁醚、1重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入2重量份的消光粉、0.3重量份的BYK-381、0.3重量份的BYK-3410、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入2重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性清漆，记为涂料-3。
实施例9
哑光水性木器清漆的制备
(1)将88重量份的生物基自增稠树脂-4、0.2重量份的BYK-019、2重量份的二丙二醇甲醚、2重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入1重量份的消光粉、0.2重量份的BYK-381、0.3重量份的BYK-3400、0.1重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入3重量份的环氧硅氧烷，高速搅拌0.5小时后得到水性木器清漆，记为涂料-4。
实施例10
水性木器白面漆的制备
(1)将3重量份的去离子水、0.5重量份的BYKUMEN、0.1重量份的BYK-021、0.1重量份的BYK-3400、20重量份的钛白粉依次加入搅拌装置，经高速搅拌0.5小时得到白浆，取出后备用；
(2)将60重量份的生物基自增稠树脂-3、0.4重量份的BYK-A 550、4重量份的丙二醇丁醚、1重量份的丙二醇依次加入搅拌装置，经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(3)加入步骤(1)所得白浆，中速搅拌0.5小时；
(4)向所述混合物中加入0.3重量份的BYK-356、0.3重量份的BYK-3400、0.1重量份的WT-120、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入2重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器白底漆，记为涂料-5。
实施例11
水性木器白底漆的制备
(1)将2重量份的去离子水、1重量份的GA40、0.05重量份的消泡剂、0.2重量份的润湿剂、30重量份的钛白粉依次加入搅拌装置，经高速搅拌1小时得到白浆，取出后备用；
(2)将50重量份的生物基自增稠树脂-4、0.2重量份的BYK-019、3重量份的二丙二醇甲醚、1重量份的丙二醇依次加入搅拌装置，经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(3)加入步骤(1)所得白浆，中速搅拌0.5小时；
(4)向所述混合物中加入0.1重量份的BYK-356、0.5重量份的BYK-187、0.2重量份的WT-115、0.1重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时后得到水性木器白面漆，记为涂料-6。
实施例12
水性木器白面漆的制备
(1)将3重量份的去离子水、0.5重量份的BYKUMEN、0.1重量份的BYK-021、0.1重量份的BYK-3400、20重量份的钛白粉依次加入搅拌装置，经高速搅拌0.5小时得到白浆，取出后备用；
(2)将60重量份的生物基自增稠树脂-5、0.4重量份的BYK-A 550、4重量份的丙二醇丁醚、1重量份的丙二醇依次加入搅拌装置，经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(3)加入步骤(1)所得白浆，中速搅拌0.5小时；
(4)向所述混合物中加入0.3重量份的BYK-356、0.3重量份的BYK-3400、0.1重量份的WT-120、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入2重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器白底漆，记为涂料-7。
对比例1
(1)将60g聚己内酯、5g二羟甲基丙酸与30g甲苯二异氰酸酯在70℃反应3小时，得到预聚物；
(2)向预聚物中加入6g乙二醇，反应1.5小时，然后加入30g丁酮降低粘度；
(3)加入3.5g三乙胺中和0.5小时，然后加入200g水分散；
(4)蒸馏去除丁酮，得到对比例树脂-1。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于，采用二羟甲基丙酸替代实施例2中油酸，其余原料和制备方法同实施例2，制得对比树脂-2。
对比例3
对比例3与实施例2的区别在于，采用羟基化的硬脂酸十八醇脂代实施例2中蓖麻油，其余原料和制备方法同实施例2，制得对比树脂-3。
对比例4
(1)将90重量份的对比例树脂、0.2重量份的BYK-021、1重量份的丙二醇丁醚、2重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入0.3重量份的BYK-350、0.3重量份的BYK-3400、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入3重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器清漆，记为对比例涂料-1。
对比例5
(1)将90重量份的外购树脂(科思创生产的生物基自增稠树脂)、0.2重量份的消泡剂、1重量份的成膜助剂、2重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入0.3重量份的流平剂、0.3重量份的润湿剂、0.05重量份的防毒杀菌剂依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入0.5重量份的增稠剂及3重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器清漆，记为对比例涂料-2。
对比例6
(1)将85重量份的对比树脂-2、0.4重量份的BYK-A 550、3重量份的二丙二醇丁醚、1重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入2重量份的消光粉、0.3重量份的BYK-381、0.3重量份的BYK-3410、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入2重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器清漆，记为对比涂料-3。
对比例7
(1)将85重量份的对比树脂-3、0.4重量份的BYK-A 550、3重量份的二丙二醇丁醚、1重量份的丙二醇经中速搅拌0.5小时得到混合物；
(2)向所述混合物中加入2重量份的消光粉、0.3重量份的BYK-381、0.3重量份的BYK-3410、0.05重量份的BIOCIDE D10依次加入搅拌装置，高速搅拌1小时，随后加入2重量份的聚碳化二亚胺，高速搅拌0.5小时后得到水性木器清漆，记为对比涂料-4。
产品效果测试
对实施例1-5，以及对比例1-3制得的树脂进行粘度测定，结果见表1。
表1树脂粘度测试结果表
Figure BDA0002566523090000121
Figure BDA0002566523090000131
注：粘度数据均为25±1℃的条件下以涂4杯测得。
将实施例6-12制得的涂料(依次对应涂料1-7)以及对比例4-7制得的涂料(依次对应对比涂料1-4)进行性能测试，测试结果如表2。
表2涂料的粘度及涂膜性能测试结果
Figure BDA0002566523090000132
注：粘度数据均为25±1℃的条件下以涂4杯测得；涉及的评分项，1分为最差，10分为最优。
由测试结果表1可知，本发明实施例1-5制得的生物基自增稠树脂表现出明显的自增稠效果，除了树脂本身具备一定的粘度外，其常温储存及热储后的粘度变化不大，表现出很好的粘度稳定性。通过加水降粘测试可以看出，树脂粘度普遍出现了明显的粘度降低，而通过加入成膜助剂增粘测试可以看出，树脂表现出明显的粘度增大，表现出较好的粘度可调节性，方便实际生产和施工时成品的调配。而对比例1-3制得的树脂在常温储存及热储后，表现出的粘度稳定性明显不如实施例1-5制得的树脂，同时，通过加水降粘和加成膜助剂增粘后，粘度变化也不及实施例，粘度可调节性差。
由测试结果表2可知，相比于对比涂料1-4，本申请制得的涂料表现出良好的粘度稳定性，常温储存6个月后粘度未见降低，50℃下14天后粘度基本保持原有水平，得益于其自增稠性能。本发明实施例6-12制得的涂料也表现出良好的耐水性和抗粘连性，综合性能优越。同时，考虑到增稠剂价格较高，本发明所述自增稠水性涂料成本低，性价比优势显著。

Claims (10)

1.一种生物基自增稠树脂，其特征在于，主要由多元醇、油酸、蓖麻油、二异氰酸酯、低聚物多元醇和扩链剂制得。
2.权利要求1所述的生物基自增稠树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多元醇、油酸、催化剂混合，加热，反应制得聚合物1；
(2)将步骤(1)制得的聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯、扩链剂1与溶剂混合，反应制得聚合物2；
(3)向步骤(2)制得的聚合物2中加入低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2，反应后去溶剂，即制得所述生物基自增稠树脂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述多元醇与所述油酸的质量比为1：(2-5)；优选的，步骤(1)中所述多元醇与所述油酸的质量比为1：(3-4)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯和扩链剂1的质量比为(20-50)：(10-40)：(20-50)：(10-25)；优选的，步骤(2)中的所述聚合物1、蓖麻油、二异氰酸酯和扩链剂1的质量比为(20-40)：(10-40)：(20-40)：(10-18)。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述聚合物2、低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2的质量比为(20-50)：(20-40)：(10-30)：(1-10)；优选的，步骤(3)中所述聚合物2、低聚物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂2的质量比为(30-50)：(20-40)：(12-30)：(2-7)。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述低聚物多元醇为聚酯二元醇或/和聚碳酸酯二元醇。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述扩链剂1为二羟甲基丙酸或/或二羟甲基丁酸；步骤(3)中所述扩链剂2为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的至少一种。
8.一种生物基自增稠水性涂料，其特征在于，包括权利要求1所述生物基自增稠树脂，还包括成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂、分散剂和水。
9.根据权利要求8所述的生物基自增稠水性涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
Figure FDA0002566523080000021
10.权利要求8或9所述的生物基自增稠水性涂料的应用，其特征在于，将所述生物基自增稠水性涂料喷涂于木器。
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GR01 Patent grant
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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A bio based self thickening resin and its preparation method and application

Effective date of registration: 20230725

Granted publication date: 20210921

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Jiangmen branch

Pledgor: CARPOLY CHEMICAL GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980049723

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