CN113999380A - 一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂及其制备方法，按重量份计，其组成为：不饱和植物油酸100.0～200.0份、氢化松油醇5.0～9.0份、柠檬醛8.0～15.0份、多元酸20.0～45.0份、有机酸酐60.0～150.0份、多元醇95.0～210.0份、二羟甲基丙酸16.0～28.0份、国标二甲苯30.0～42.0份、成膜物质18.0～35.0份、中和剂15.0～42.0份、去离子水450.0～850.0份；本发明制得的氢化松油醇改性水性醇酸树脂是将氢化松油醇与柠檬醛与醇酸树脂通过化学键相连，结构稳定，性能持久，同时氢化松油醇与柠檬醛位于醇酸树脂支链或者两端，制得的氢化松油醇与柠檬醛与醇酸树脂具有良好的抗菌性能，制备成抗菌涂料时，无需外加抗菌剂，且具有香味，能有效改善施工时涂层的气味。

Description

一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性醇酸树脂，尤其涉及到一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂及其制备方法，属于水性功能树脂合成技术领域。

背景技术

醇酸树脂是应用较广的一种合成树脂，广泛存在于我们的生活应用中，它价格便宜、施工简单、原料来源丰富，且它具有独特的特点，用其制成的涂料，漆膜光亮、光泽和丰满度好，但其还是具有自身的缺点，如：没有抗菌性能，漆膜有味道等，随着人们生活质量的提高，对涂料的要求也逐步增加，单一的醇酸树脂难以满足要求，因此改性醇酸树脂成了醇酸树脂领域类的研究热点，也是为了醇酸树脂的发展方向。

目前，家庭装修用的不管是木器涂料，还是内外墙漆。都会有异味，对人体的嗅觉造成严重的冲击，为了解决异味问题，现在有部分涂料通过外加香精或者香料来祛除异味，但外加香精或者香料容易对涂布性能造成影响；同时在一些病菌较多的地方，容易有病菌产生，对人体造成伤害。

中国专利CN108084422A公开了一种结构型抗菌水性醇酸树脂及其制备方法，其主要成分由干性植物油、有机酸酐、异丙醇胺希夫碱、多元醇、苯甲酸、二羟甲基丙酸、二甲苯、中和剂、去离子水组成；所述的异丙醇胺希夫碱由异丙醇胺与醛通过反应制得；本发明制得的结构型抗菌水性醇酸树脂具有良好的附着力、丰满度、高硬度、高光、耐腐蚀等性能；作为抗菌涂料时，无需外加抗菌剂，能达到持久抗菌、抑菌效果，可用于内外墙涂料、水性工业涂料、水性木器涂料等，其虽然具有良好的抗菌性能，但其无法解决施工时以及涂层的气味问题。

发明内容

为解决上述所述的技术问题，本发明加入氢化松油醇与柠檬醛改性醇酸树脂，氢化松油醇与柠檬醛与醇酸树脂通过化学键相连，结构稳定，性能持久，且氢化松油醇与柠檬醛两者具有协同作用；同时氢化松油醇与柠檬醛位于醇酸树脂支链或者两端，不容易被包覆，更能发挥两者的作用。

氢化松油醇与柠檬醛具有香味，能有效解决施工以及涂层的气味问题。且在制备过程中加入成膜物质，使得成膜物质与水性醇酸树脂充分互溶，增加漆膜丰满度，制备成水性涂料时，无需加入成膜物质。

本发明的第一目的提供一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂。

本发明的第二目的提供一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法。

为实现本发明的第一目的，在制备过程中需加入不饱和植物油酸，如果加入的是饱和油酸，将无法达到预期效果，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：不饱和植物油酸100.0～200.0份、氢化松油醇5.0～9.0份、柠檬醛8.0～15.0份、多元酸20.0～45.0份、有机酸酐60.0～150.0份、多元醇95.0～210.0份、二羟甲基丙酸16.0～28.0份、国标二甲苯30.0～42.0份、成膜物质18.0～35.0份、中和剂15.0～42.0份、去离子水450.0～850.0份。

所述的不饱和植物油酸为精制亚麻油、精制蓖麻油中的一种或两种的组合。

所述的有机酸酐为苯酐、六氢苯酐、乙酸酐、马来酸酐中的一种或几种的组合。

所述的多元酸为葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、环戊烷-1,2-二甲酸、已二酸、壬二酸中的一种或几种的组合。

所述的成膜物质为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，其质量比为1:1。

所述的多元醇为新戊二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

为实现本发明的第二目的，采用以下方法实现，本发明提供一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法，步骤如下：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入不饱和植物油酸、有机酸酐、多元酸、多元醇、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入成膜物质搅拌分散均匀，加入中和剂以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂。

本发明制得的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂具有如下优势：

1)、本发明制得的氢化松油醇改性水性醇酸树脂是将氢化松油醇与柠檬醛与醇酸树脂通过化学键相连，结构稳定，性能持久，且氢化松油醇与柠檬醛两者具有协同作用；同时氢化松油醇与柠檬醛位于醇酸树脂支链或者两端，不容易被包覆，更能发挥两者的作用；

2)、制得的氢化松油醇改性水性醇酸树脂，具有良好的抗菌性能，制备成抗菌涂料时，无需外加抗菌剂，且具有香味，能有效改善施工时涂层的气味，让人舒心。

具体实施方式

本发明结合以下实例对所述的氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备做进一步描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制蓖麻油160.0份、氢化松油醇8.0份、柠檬醛13.0份、葵二酸8.0份、对苯二甲酸25.0份、六氢苯酐90.0份、乙酸酐30.0份、1,4-丁二醇80.0份、三羟甲基丙烷60.0份、二羟甲基丙酸25.0份、国标二甲苯38.0份、丙二醇丁醚15.0份、丙二醇甲醚醋酸酯15.0份、三乙胺22.0份、去离子水680.0份。

本实施例中一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入精制蓖麻油、六氢苯酐、乙酸酐、葵二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入三乙胺以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，记为样品1。

实施例2

一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制亚麻油140.0份、氢化松油醇7.0份、柠檬醛12.0份、间苯二甲酸30.0份、已二酸5.0份、乙酸酐60.0份、马来酸酐50.0份、新戊二醇100.0份、三羟甲基丙烷35.0份、二羟甲基丙酸22.0份、国标二甲苯36.0份、丙二醇丁醚13.0份、丙二醇甲醚醋酸酯13.0份、氨水17.0份、去离子水650.0份。

本实施例中一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入精制亚麻油、乙酸酐、马来酸酐、间苯二甲酸、已二酸、多元醇、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入氨水以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，记为样品2。

实施例3

一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制蓖麻油135.0份、氢化松油醇6.0份、柠檬醛11.0份、间苯二甲酸10.0份、壬二酸20.0份、苯酐40.0份、乙酸酐60.0份、1,4-环己二醇90.0份、季戊四醇35份、二羟甲基丙酸20.0份、国标二甲苯30.0～42.0份、丙二醇丁醚13.0份、丙二醇甲醚醋酸酯13.0份、二甲基乙醇胺38.0份、去离子水600.0份。

本实施例中一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入精制蓖麻油、苯酐、乙酸酐、间苯二甲酸、壬二酸、1,4-环己二醇、季戊四醇、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入二甲基乙醇胺以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，记为样品3。

对比例1

一种柠檬醛改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制亚麻油170.0份、柠檬醛13.2份、间苯二甲酸25.0份、环戊烷-1,2-二甲酸15.0份、六氢苯酐50.0份、乙酸酐50.0份、二缩二乙二醇110.0份、三羟甲基丙烷38.0份、二羟甲基丙酸24.0份、国标二甲苯38.0份、丙二醇丁醚15.0份、丙二醇甲醚醋酸酯15.0份、三乙胺22.0份、去离子水720.0份。

本实施例中一种柠檬醛改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入精制亚麻油、六氢苯酐、乙酸酐、间苯二甲酸、环戊烷-1,2-二甲酸、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入三乙胺以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种柠檬醛改性水性醇酸树脂，记为样品4。

对比例2

一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制蓖麻油150.0份、氢化松油醇7.0份、葵二酸15.0份、对苯二甲酸15.0份、乙酸酐80.0份、马来酸酐32.0份、新戊二醇120.0份、季戊四醇25.0份、二羟甲基丙酸23.0份、国标二甲苯36.0份、丙二醇丁醚14.0份、丙二醇甲醚醋酸酯14.0份、氨水19.0份、去离子水620.0份。

本实施例中一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入不饱和植物油酸、乙酸酐、马来酸酐、葵二酸、对苯二甲酸、新戊二醇、季戊四醇、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入氨水以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，记为样品5。

对比例3

一种常规改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：精制亚麻油170.0份、间苯二甲酸25.0份、环戊烷-1,2-二甲酸15.0份、六氢苯酐50.0份、乙酸酐50.0份、二缩二乙二醇110.0份、三羟甲基丙烷38.0份、二羟甲基丙酸24.0份、国标二甲苯38.0份、丙二醇丁醚15.0份、丙二醇甲醚醋酸酯15.0份、三乙胺22.0份、去离子水720.0份。

本实施例中一种常规改性水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入精制亚麻油、六氢苯酐、乙酸酐、间苯二甲酸、环戊烷-1,2-二甲酸、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌分散均匀，加入三乙胺以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种常规改性水性醇酸树脂，记为样品6。

性能指标测试：将上述实例中样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6，按照表1的原料配方制备成涂料，对应的涂料样品分别记为涂料1、涂料2、涂料3、涂料4、涂料5、涂料6，并分别测试其性能。

表1：涂料配方

原料名称	规格	用量/％
			水	去离子水	9.5
水性树脂	样品树脂	90.0
			增稠流平剂	SN-612	0.3
润湿剂	Pe100	0.2

将按照相关标准，对配置好的涂料进行性能指标测试，测试结果如表2所示。

其中，附着力：按照GB/T1720-1988的规定进行检测；

硬度：按照GB/T6739-2006的规定进行检测；

耐水性：按照GB/T1733-93的规定进行检测；

耐盐雾性：按照GB/T1771-1991的规定进行检测；

抗菌性：按照HG/T3950-2007的规定进行检测。

表2：涂层的性能技术指标

由表2可以看出本发明实施例1-3的气味要好于对比例1-2的气味，且实施例1-3对比例1-2的气味要明显好于对比例3的气味，这表明同时加入了松油醇与柠檬醛两种物质的气味要明显好于只加入其中一种的气味，且加入松油醇的气味要好于加入柠檬醛改性的水性醇酸树脂，且加入松油醇与柠檬醛其中任何一种的气味要好于没有加松油醇与柠檬醛的气味；

由表2可以看出本发明实施例1、实施例2、实施例3的抗菌性能都大于98％，只加入氢化松油醇而没有加入柠檬醛的对比例2抗菌性的抗菌率为78.52％，没有加入氢化松油醇只加入柠檬醛的抗菌性的抗菌率为68.62％，而没有加氢化松油醇与柠檬醛的常规改性水性醇酸树脂的抗菌率为50.42％，这表明氢化松油醇与柠檬醛这两种同时加入，抗菌性能才更显著，这表明氢化松油醇与柠檬醛对抗菌性能具有协同作用。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明；本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：按重量份计，其组成为：不饱和植物油酸100.0～200.0份、氢化松油醇5.0～9.0份、柠檬醛8.0～15.0份、多元酸20.0～45.0份、有机酸酐60.0～150.0份、多元醇95.0～210.0份、二羟甲基丙酸16.0～28.0份、国标二甲苯30.0～42.0份、成膜物质18.0～35.0份、中和剂15.0～42.0份、去离子水450.0～850.0份。

2.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的不饱和植物油酸为精制亚麻油、精制蓖麻油中的一种或两种的组合。

3.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的有机酸酐为苯酐、六氢苯酐、乙酸酐、马来酸酐中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的多元酸为葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、环戊烷-1,2-二甲酸、已二酸、壬二酸中的一种或几种的组合。

5.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的成膜物质为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的混合物，其质量比为1:1。

6.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的多元醇为新戊二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或几种的组合。

7.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂，其制备方法，包括以下步骤：

a)、在反应器中，按配方重量份，依次加入不饱和植物油酸、有机酸酐、多元酸、多元醇、二羟甲基丙酸、国标二甲苯，搅拌加热并通入氮气保护，氮气的通入流量需适中，除去反应器内的游离水与氧气；

b)、以50℃/h的速度升温至180～182℃，保温搅拌反应3.0h，加入氢化松油醇进行部分封端与控制分子量，然后升温至188～190℃，保温反应2.0h，再加入柠檬醛，再以10℃/h速度升温至218～220℃，然后保温反应4.0h后，每隔30min，测定酸值，当酸值达到设计值为止；

c)、停止反应，以30℃/h速度降温，并真空除掉国标二甲苯，然后加入成膜物质搅拌分散均匀，加入中和剂以及配方量的去离子水，分散均匀并过滤，即得一种氢化松油醇改性水性醇酸树脂。