CN113698838A - 一种水性玻璃烤漆用树脂及其制备方法 - Google Patents

一种水性玻璃烤漆用树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性玻璃烤漆用树脂及其制备方法，制备步骤如下：将改性酸和改性环氧树脂投入反应釜中，加热至100‑110℃使其熔融，熔融完毕后升温至130‑140℃保温3‑5小时，待指标合格后加入的兑稀溶剂，制得环氧酯；将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由丙烯酸单体、引发剂、链转移剂组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在130‑140℃内保温2‑3小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。通过引入顺酐、丙烯酸单体和硫醇类引发剂，环氧树脂的硬度有了明显提升，可达到3H‑4H级别。并且其耐水性、耐盐雾性也通过了国标测试，经过300h人工老化试验后，依然保持不起泡、不开裂、不脱落的良好状态。酒精擦拭500次后，表面未见变化，耐醇性能也有明显提升。

Description

一种水性玻璃烤漆用树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种水性玻璃烤漆用树脂。
背景技术
水性涂料作为一种低VOC含量涂料受到越来越广泛的应用。而水性涂料因为其施工固含较低，很难达到溶性型的高装饰性效果。水性树脂作为水性涂料的成膜物质，其水分散体的固含、粘度和VOC含量对漆膜的性能和对影响环境起决定性作用。
而在含酒精类饮料包装行业，特别是是高酒精度的白酒瓶的涂装保护与装饰行业，对于水性涂料的各方面性能要求越来越高，尤其是对于水性玻璃烤漆底材，即水性玻璃烤漆用树脂的附着力、耐醇性、耐水性和硬度方面要求极高。发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：
目前，采用聚氨酯水分散体、水溶性聚丙烯酸树脂、氨酯型及改性的丙烯酸树脂制备的单组分水性玻璃漆上存在附着力、耐醇性、耐水性、耐磨耗性差及硬度低等缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的附着力差、耐醇性、耐水性差、硬度不佳等问题，本发明提出了一种水性玻璃烤漆用树脂，其目的为：提升水性玻璃烤漆用树脂本身的硬度、附着力、耐水性和耐醇性，从而满足酒精饮料包装行业需求。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种水性玻璃烤漆用树脂，包括如下重量百分比的组分：改性原料环氧树脂10-20％，改性酸3-6％，兑稀溶剂20％-30％，丙烯酸单体40％-50％，引发剂3％-5％，链转移剂0-1％。
其进一步的优选技术方案为：所述改性环氧树脂为6010环氧树脂、601环氧树脂、604 环氧树脂、607环氧树脂中的一种或几种。
其进一步的优选技术方案为：所述改性酸为二聚酸、顺酐、富马酸中的一种或几种。
其进一步的优选技术方案为：所述丙烯酸单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
其进一步的优选技术方案为：所述兑稀溶剂为正丁醇。
其进一步的优选技术方案为：所述引发剂为含氧化铽、偶氮二异丁腈、二叔戊基过氧化物中的一种或几种。
其进一步的优选技术方案为：所述链转移剂为巯基乙醇、十二烷基硫醇、α-甲基苯乙烯中的一种或者几种。
其进一步的优选技术方案为：制备步骤如下：
(1)合成环氧酯段:将改性酸和改性环氧树脂投入反应釜中，加热至100-110℃使其熔融，熔融完毕后升温至130-140℃保温3-5小时，待指标合格后加入的兑稀溶剂，制得环氧酯；
(2)合成丙烯酸改性环氧酯：将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由丙烯酸单体、引发剂、链转移剂组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在130-140℃内保温2-3小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。
其进一步的优选技术方案为：所述步骤(1)中指标合格标准为酸值＜10、粘度200-400mpa.s。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点：
1、本发明中，水性玻璃烤漆用树脂为经过特殊改性的树脂，引发剂选择夺氢能力较弱的引发剂，从而能够较好的控制调节树脂的分子量，并且本发明中选用的引发剂为耐高温型引发剂，在调节分子量的同时，还能保证其色泽。
2、制备水性玻璃烤漆用树脂过程中，通过顺酐与环氧树脂合成环氧酯，其交联形成立体网络结构，能够有效提升涂抹的耐水性、耐醇性和硬度，具有优异的市场前景。
表1是本发明一种水性玻璃烤漆用树脂的性能测试结果。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1：
(1)合成环氧酯段:将2份的顺酐、1份二聚酸、10份的601环氧树脂投入反应釜中，加热至100℃使其熔融，熔融完毕后升温至130℃保温3小时，待指标达到酸值＜10、粘度200-400mpa.s后，加入的20份正丁醇，制得环氧酯；
(2)合成丙烯酸改性环氧酯：将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由40份丙烯酸丁酯、2份偶氮二异丁腈、1份二叔戊基过氧化物、0.5份巯基乙醇组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在130℃内保温2小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。
实施例2：
(1)合成环氧酯段:将6份的顺酐和20份的601环氧树脂投入反应釜中，加热至110℃使其熔融，熔融完毕后升温至140℃保温5小时，待指标达到酸值＜10、粘度200-400mpa.s后，加入的30份正丁醇，制得环氧酯；
(2)合成丙烯酸改性环氧酯：将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由50份丙烯酸丁酯、4份偶氮二异丁腈、1份巯基乙醇组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在140℃内保温3小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。
实施例3：
(1)合成环氧酯段:将6份的顺酐、10份的601环氧树脂和10份的6010环氧树脂投入反应釜中，加热至110℃使其熔融，熔融完毕后升温至140℃保温5小时，待指标达到酸值＜10、粘度200-400mpa.s后，加入的30份正丁醇，制得环氧酯；
(2)合成丙烯酸改性环氧酯：将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由30份丙烯酸丁酯、20份甲基丙烯酸羟丙酯、5份偶氮二异丁腈、0.5份巯基乙醇、0.5份α-甲基苯乙烯中组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在140℃内保温3小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。
表1是本发明一种水性玻璃烤漆用树脂的性能测试结果，由表中可知，通过引入顺酐、丙烯酸单体和硫醇类引发剂，环氧树脂的硬度有了明显提升，可达到3H-4H级别。并且其耐水性、耐盐雾性也通过了国标测试，经过300h人工老化试验后，依然保持不起泡、不开裂、不脱落的良好状态，明显提升了树脂本身的耐用性。酒精擦拭500次后，表面未见变化，耐醇性能也有明显提升。采用本发明所提供的一种水性玻璃烤漆用树脂生产的水性玻璃烤漆，耐水性、耐醇性、光泽、硬度及耐老化性也有明显提升，可适用于酒精包装，具有广阔的市场前景。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
项目 检验方法 技术指标 检测结果
颜色 目测 微黄水白透明液体 微黄水白透明液体
光泽 GB/T9754-2007 ≥95 105
硬度 GB/T6739-2006 ≥2H 3H-4H
附着力 GB1720-89 1 1
柔韧性 GB6742-86 ≤1mn VIm
冲击强度 GB/T1732-93 ≥50kg.cm 》50kg.cm
耐水性 GB/T1733-93 ≥240h >240h
耐沸水煮 GB/T1763-79(89) ≥3h 5h
酒精擦拭试验 QB568-2983 500次 500次
盐雾性 GB/T1771-91 ≥48h >48h
人工老化 GB/T23987-2009 300h不起泡，不开裂，不脱落 300h不起泡，不开裂，不脱落

Claims (9)

1.一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：改性原料环氧树脂10-20％，改性酸3-6％，兑稀溶剂20％-30％，丙烯酸单体40％-50％，引发剂3％-5％，链转移剂0-1％。
2.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂的制备方法，其特征在于，所述改性环氧树脂为6010环氧树脂、601环氧树脂、604环氧树脂、607环氧树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述改性酸为二聚酸、顺酐、富马酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述丙烯酸单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述兑稀溶剂为正丁醇。
6.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述引发剂为含氧化铽、偶氮二异丁腈、二叔戊基过氧化物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述链转移剂为巯基乙醇、十二烷基硫醇、α-甲基苯乙烯中的一种或者几种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种水性玻璃烤漆用树脂的制备方法，其特征在于，
制备步骤如下：
(1)合成环氧酯段:将改性酸和改性环氧树脂投入反应釜中，加热至100-110℃使其熔融，熔融完毕后升温至130-140℃保温3-5小时，待指标合格后加入的兑稀溶剂，制得环氧酯；
(2)合成丙烯酸改性环氧酯：将环氧酯投入反应釜，升温至135℃，向反应釜内均匀滴加由丙烯酸单体、引发剂、链转移剂组成的均匀混合物，4h内滴完；滴加完毕后在
130-140℃内保温2-3小时，制得水性玻璃烤漆用树脂。
9.根据权利要求8所述的一种水性玻璃烤漆用树脂，其特征在于，所述步骤(1)中指标合格标准为酸值＜10、粘度200-400mpa.s。
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