CN1603352A - 一种腻子专用的环氧改性不饱和聚酯树脂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多个不饱和脂族化合物的均聚物和共聚物的涂料组合物及其生产方法，特别涉及一种腻子专用聚酯树脂及其生产方法。采用不饱和树脂作为基链，在此基础上接枝共聚根据醇酸树酯醇解法制成的单甘油酯类基团，并嵌段共聚环氧基团。分子量为1000－2000、醇酸基团和环氧基团的接枝率为25％－29％，其生产方法原料配方为下述重量比：饱和酸酐180－200份 不饱和酸酐260－320份 二元醇180－220份 多元醇8－10份 干性植物油23－30份 长链醇18－53份 半干性植物油32－97份 环氧树脂35－42份 抗氧化剂1.5－2.5份 催化剂0.5－1份 交联单体和稀释剂450－500份。本发明具有合理的化学结构，能使配制成的腻子具有附着力强，抗化学性能好，表干快，易打磨，施工使用时达1小时以上的等效果。
Description
技术领域
本发明涉及多个不饱和脂肪族化合物的均聚物和共聚物的涂料组合物，属于一种腻子专用不饱和聚酯树脂。
背景技术
用于腻子生产的树脂一般有三类，醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂。醇酸树脂的结构式通常为：
醇酸树脂制成腻子后其优点主要有：易打磨，表干快，缺点为附着力差，不抗震，不抗噪，表干里不干，干燥时间长等。
环氧树脂结构一般为：
环氧树脂制成腻子后其优点主要有：附着力好，抗化学性能好，机械性能好。缺点：粘度大，需要用大量有机溶剂稀释，制成腻子刮涂在基材上后，溶剂难以挥发，咬底漆，干燥时间长达24-48小时，整体附着力差，难打磨。
不饱和树脂结构一般为：
上式中：R1、R2为饱和多元醇或饱和多元酸；
R3为不饱和多元醇或不饱和多元酸。
部分原子灰用树脂一般在此基础上引入气干性基团或用物理混合法加入气干性物质。原子灰的优点：干燥快，初干10-30分钟，实干4小时左右，附着力好，抗化学、机械较好。缺点：使用时间短，仅5-10分钟，不宜用于大面积施工。受施工环境的干湿度影响很大，表皮难以干燥，不好打磨，性脆，冲击强度差，抗震性差。由于上述用于腻子树脂各有优缺点，尚缺一种兼具上述优点的腻子用树脂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种腻子用树脂及其生产方法。它具有合理的化学结构，能使配制成的腻子同时具有上述三种树脂制成的腻子的优点，达到附着力强，抗化学性能好，表干快，易打磨，施工涂刮时间达到1小时以上，适于大面积施工的效果。其生产方法对设备无特殊要求。
一种主链由下述重复结构单元构成的、分子量为1000-2000、醇酸基团和环氧基团的接枝率为25％-29％的环氧改性不饱和聚酯树脂：
上述环氧改性不饱和聚酯树脂的原料配方为下述重量比：
饱和酸酐 180-200份
不饱和酸酐 260-320份
二元醇 380-390份
多元醇 8-10份
干性植物油 23-30份
长链醇 18-53份
半干性植物油 32-97份
环氧树脂 35-42份
抗氧化剂 1.5-2.5份
催化剂 0.5-1份
阻聚剂 3份
交联单体和稀释剂 400-500份
本发明的生产方法为：
步骤1：按醇酸树脂的常规方法将多元醇与干性植物油反应制得单甘油酯类气干性基团物；
步骤2：按醇酸树脂的常规方法将长链醇与半干性植物油反应制得单甘油酯类接枝改性剂；
步骤3：将步骤2制得的接改性剂与不饱和酸酐及二元醇投入带搅拌的反应设备中在170-180℃的温度下恒温反应2h左右，检测酸值达300-340mgKOH/g后，得初步酯化反应产物。
步骤4：在步骤3制得的反应物中加入饱和酸酐及步骤1制得的气干性基团物，于190-205℃恒温反应3小时左右，检测酸值达到150-200mgKOH/g左右后，得酯化缩聚反应产物。
步骤5：将步骤4得到的反应物降温至150℃，加入环氧树脂及催化剂，恒温反应3-5小时进行嵌段共聚反应，检测酸值达到40mgKOH/g左右，快速降温至100℃以下，加入交联单体和阻聚剂进行稀释，得产品。
本发明优选的生产配方为以下重量比：
饱和酸酐 200份
不饱和酸酐 300份
二元醇 383份
多元醇 8份
干性植物油 23份
长链醇 49份
半干性植物油 91份
环氧树脂 40份
抗氧化剂 2.5份
催化剂 1份
阻聚剂 3份
交联单体和稀释剂 500份
本发明优选的环氧树脂为环氧丙烯酸酯型环氧树脂；
本发明方法所用长链醇优选为1-6己二醇；
本发明方法所用抗氧化剂为BHT；
本发明方法所用催化剂为Ti(OBu)4；
本发明方法所用阻聚剂为对苯二酚或叔丁基邻苯二酚；
本发明生产方法所用交联单体和稀释剂均可以是苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯中的任一种或其两种以上的混合物。
本领域内常用的饱和酸酐、不饱和酸酐、干性植物油、半干性植物油和多元醇均可用于本发明。
有益效果
本发明采用不饱和聚酯作为基链，在此基础上接枝共聚根据醇酸树酯醇解法制成的单甘油酯类基团，并嵌段共聚环氧基团。由于作为脂肪酸的油，其烃基的碳原子数大于18以上，将其作为链段接枝于不饱和聚酯上能使树脂分子容易相互滑动，使腻子具有了弹性，能减震降噪，耐冲击，柔韧性好。
由于干性油分子中的双键受空气中氧和日光的作用而氧化，引起分子间的交联聚合，增强了腻子的表层气干性能。同时由于单甘油脂类基团的接枝参与，使不饱和树脂的分子间的间距适当增大，适当地减少了分子间交联聚合的机会，从而延长了腻子的使用时间。
由于不饱和聚酯分子链端是羧基或羟基等活性功能团，可嵌段聚合环氧基，使本树脂具有了附着力强、耐酸耐碱性能优良、热稳定性好、耐盐雾、耐水性好等优点。
由于本发明的环氧改性不饱和树脂具有醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等三种树脂的优点，使用其产品所配制成的腻子达到附着力强，抗化学性能好，表干快，易打磨，施工使用时间达1小时以上，能大面积施工等优良效果。
本发明的生产方法具有易于操作，对设备无特殊要求等优点。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步的说明：
图1为本发明的生产流程方框图；
图2为本发明实施例5的产品光谱分析图；
图3为本发明随机抽取的产品光谱分析图；
图4为本发明随机抽取的产品光谱分析图。
具体实施方式
实施例1
按照表1所列配方1按照以下步骤生产本发明所述产品：
步骤1：按醇酸树脂的常规方法将丙三醇与亚麻油反应制得单甘油酯类气干性基团物；
步骤2：按醇酸树脂的常规方法将1-6己二醇与梓油反应制得单甘油酯类接枝改性剂；
步骤3：将步骤2制得的接改性剂与不饱和酸酐及二元醇投入带搅拌的反应设备中在170-180℃的温度下恒温反应2h左右，检测酸值达300-340mgKOH/g后，得初步酯化反应产物；
步骤4：在步骤3制得的反应物中加入不饱和酸酐及步骤1制得的气干性基团物，于190-205℃恒温反应3小时左右，检测酸值达到150-200mgKOH/g左右后，得酯化缩聚反应产物；
步骤5：将步骤3得到的反应物降温至150℃，加入环氧丙烯酸酯型环氧树脂及催化剂，恒温反应3-5小时进行嵌段共聚反应，检测酸值达到40mgKOH/g左右，快速降温至100℃以下，加入苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的混合液与阻聚剂。进行稀释，得产品。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表2所列。
实施例2
按照实施例1中的生产步骤所列的实施例配操作，不同之处在于所用的可交联单体为苯乙烯、对甲基苯乙烯的混合液。多元醇为季戊四醇。干性油为桐油，半干性油为棕榈油。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表2所列。
实施例3
按照实施例1生产步骤及表1所列实施例3配方操作，不同之处在于所用的可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯的混合液。干性油为桐油，半干性油为大豆油。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表1所列。
实施例4
按照实施例1生产步骤及表1所列实施例4配方操作，不同之处在于所用的可交联单体为乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯的混合液。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表2所列。
实施例5
按照实施例1生产步骤及表1所列实施例5配方操作，不同之处在于所用的可交联单体为乙烯基甲苯。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表2所列。
实施例6
按照实施例1生产步骤及表1所列实施例6配方操作，不同之处在于所用的可交联单体为对甲基苯乙烯。所得产品分子量、酸值、固含量、25℃固化时间如表2所列。
表1
表2：实施例1-6配方所得产品的技术指标
| 配方例 | 酸值 | 固含量 | 分子量 | 25℃固化时间(分钟) |
| 1# | 50 | 63 | 1200 | 70 |
| 2# | 48 | 60 | 1450 | 80 |
| 3# | 45 | 58 | 1500 | 85 |
| 4# | 42 | 56 | 1550 | 85 |
| 5# | 40 | 64 | 1600 | 90 |
| 6# | 35 | 55 | 1780 | 110 |
本发明实施例5的产品光谱分析结果为：
醇酸基团 环氧基团 不饱和树脂基团
3442.10cm-1 911.98cm-1 1729.93cm-1
1160.52cm-1 830.59cm-1 1645.06cm-1
1296.89cm-1醇酸基团的接枝率为28.5％，环氧基团的接枝率为28.5％
光谱分析图见图2
本发明随机抽取的产品光谱分析结果为：
醇酸基团 环氧基团 不饱和树脂基团
3442.89cm-1 910.68cm-1 1630.77cm-1
1608.26cm-1
醇酸基团的接枝率为25％，环氧基团的接枝率为25％
光谱分析图见图3
本发明随机抽取的产品光谱分析结果为：
醇酸基团 环氧基团 不饱和树脂基团
3520.98cm-1 912.71cm-1 1645.31cm-1
1575.66cm-1
醇酸基团的接枝率为25％，环氧基团的接枝率为25％
光谱分析图见图4。
Claims (10)
1、一种主链由下述重复结构单元构成的、分子量为1000-2000、醇酸基团和环氧基团的接枝率均为25％-29％的环氧改性不饱和聚酯树脂：
虚线框内分子结构代表开环的环氧基；
R、R’：代表多元醇或多元酸；
n：代表聚合度；
A、B：代表醇酸基。
2、一种权利要求1的环氧改性树脂的生产方法，该方法的原料配方为下述重量比：
饱和酸酐 180-200份
不饱和酸酐 260-320份
二元醇 180-220份
多元醇 8-10份
干性植物油 23-30份
长链醇 18-53份
半干性植物油 32-97份
环氧树脂 35-42份
抗氧化剂 1.5-2.5份
催化剂 0.5-1份
交联单体和稀释剂 450-500份
其生产方法为：
步骤1：按醇酸树脂的常规方法将多元醇与干性植物油反应制得单甘油酯类气干性基团物；
步骤2：按醇酸树脂的常规方法将长链醇与半干性植物油反应制得单甘油酯类接枝改性剂；
步骤3：将步骤1制得的接枝改性剂与不饱和酸酐及二元醇投入带搅拌的反应设备中在170-180℃的温度下恒温反应2h左右，检测酸价值达到300-340mgKOH/g后，得初步酯化反应产物。
步骤4：在步骤3制得的反应物中加入饱和酸酐及气干性基团物，于190-205℃恒温反应3小时左右，检测酸价值达到150-200mgKOH/g左右后，得酯化缩聚反应产物。
步骤5：将步骤3制得的反应物降温至150℃，加入环氧树脂及催化剂，恒温反应2-3小时进行嵌段接枝聚合反应，检测酸价值达到40mgKOH/g左右，快速降温至100℃以下，加入交联单体和阻聚剂进行稀释，得产品。
3、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：其配方为以下重量比：
饱和酸酐 200份
不饱和酸酐 300份
二元醇 220份
多元醇 8份
干性植物油 23份
长链醇 49份
半干性植物油 91份
环氧树脂 40份
抗氧化剂 2.5份
催化剂 1份
交联单体和稀释剂 500份。
4、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的环氧树脂为环氧丙烯酸酯型。
5、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的长链醇为1-6己二醇。
6、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的交联单体和稀释剂为苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的混合液。
7、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的可交联单体和稀释剂为苯乙烯、对甲基苯乙烯和乙烯基甲苯任一种的混合液。
8、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的交联单体和稀释剂为对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的混合液。
9、根据权利要求2所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的交联单体和稀释剂为对甲基苯乙烯。
10、根据权利要求2、3或4所述的环氧改性树脂的生产方法，其特征在于：所述的交联单体和稀释剂为乙烯基甲苯。
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