水性醇酸树脂和含该树脂的氨基烤漆及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性醇酸树脂和含该树脂的氨基烤漆及制备方法，属于化工领域，以解决现有方法制备的环氧改性醇酸树脂尊重耐紫外线差、耐候性差的问题。一种水性醇酸树脂，由下述重量份的原料组成：不饱和脂肪酸20—22份、多元醇17—19份、多元酸11—13份、二甲苯2—4份、偏苯三酸酐4—6份、助溶剂17—19份、中和剂4—5份、水18—20份。一种水性醇酸氨基烤漆，由下述原料组成：上述水性醇酸树脂、水性氨基树脂、底材润湿剂、分散剂、助溶剂、颜填料、流变助剂、流平剂、消泡剂，余量由水补足。本发明专利技术制备的水性醇酸树脂，具有优异的保光保色性、耐候性。本发明专利技术制备的水性醇酸氨基烤漆，具有硬度高、耐冲击性优良等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，涉及一种水性醇酸树脂和含该树脂的氨基烤漆及制备方法。
技术介绍
醇酸树脂是涂料合成树脂中用量最大的一类树脂。其原料来源丰富、价格低、合成工艺简单，前景十分广阔。醇酸树脂主要以动植物油酸、多元醇和多元酸作为主要原料。市场要求烤漆树脂干性好、光泽高、硬度高，耐候性佳，更重要的是要环保，对身体无害。而溶剂型烤漆涂料在喷涂及烘烤中会产生有毒气体，严重危害人类健康。水性醇酸树脂制备方法生产工艺简单，原料易得，生产成本低，对环境无污染,是备受青睐的一款树脂。但一般的水性醇酸树脂干性、附着力较差、耐候性也不够。所以有很多针对此问题对醇酸树脂进行改进的研究。现有方法制备的树脂对附着力有所改善，但由于其醚键的存在，该方法合成的环氧改性醇酸树脂仍然有耐紫外线差、耐候性差的问题。而且水性环氧改性的醇酸树脂稳定性较差，制漆易出现分水等现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水性醇酸树脂，以解决现有方法制备的环氧改性醇酸树脂尊重耐紫外线差、耐候性差的问题；本专利技术的另一个目的是提供一种含该树脂的氨基烤漆；本专利技术的再一个目的是提供一种水性醇酸树脂和含该树脂的氨基烤漆的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种水性醇酸树脂，它由下述重量份的原料组成：不饱和脂肪酸20—22份、多元醇17—19份、多元酸11—13份、二甲苯2—4份、偏苯三酸酐4—6份、助溶剂17—19份、中和剂4—5份、水18—20份。作为本专利技术的进一步改进，所述不饱和脂肪酸为豆油、亚麻油、桐油或脱水蓖麻油中的一种。该不饱和脂肪酸为半干性油和干性油，其组成中双键数目较多，制备出的漆膜性能更佳。作为本专利技术的进一步改进，所述多元酸为间苯二甲酸酐、马来酸酐或者顺丁烯二酸酐中的两种，马来酸酐或者顺丁烯二酸酐占间苯二甲酸酐质量的10—30%。其中的间苯二甲酸酐制备的树脂具有染色快、柔韧性好、耐热和耐酸性好的特点。少量的马来酸酐、顺丁烯二酸酐可改善树脂的保色性和防水性。作为本专利技术的进一步改进，所述溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、正丁醇或乙醇中的一种。作为本专利技术的进一步改进，所述中和剂为二甲基乙醇胺、AMP-95或者C-328中的一种。其中AMP-95、C-328 其主要成分均为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，和胺类中和剂相比有更低的气味。商购的C-328更是在气味和颜色上优于其他同类产品，所制漆膜无黄变。上述水性醇酸树脂的制备方法，包括以下骤：A、形成主链：在反应釜中加入2/3的不饱和脂肪酸、多元醇、多元酸以及1/2的二甲苯，在搅拌下升温至175-190℃，酯化反应2.5—3h；B、形成侧链：加入剩余的不饱和脂肪酸，再升温至210-230℃，酯化反应2—3h，至固体酸价在8—10mgKOH/g；C、水性化：降温至150-160℃，加入偏苯三酸酐和剩余1/2的二甲苯；在搅拌下升温至170-190℃，酯化反应1.0—2h，至固体酸价在35—40mgKOH/g；D、除溶剂、中和稀释：在170-190℃下减压除去二甲苯；降温至70℃以下，加入助溶剂，搅拌均匀；再加入中和剂和水，得到水性醇酸树脂。一种水性醇酸氨基烤漆，由下述重量含量的原料组成：权利要求1的水性醇酸树脂50—65%、水性氨基树脂10—15%、底材润湿剂1—1.5%、分散剂1—1.5%、助溶剂2—8%、颜填料15—30%、流变助剂0.2—0.5%、流平剂0.1—0.3%、消泡剂0.1—0.3%，余量由水补足。作为本专利技术的进一步改进，所述水性氨基树脂为丁醇醚化三聚氰胺树脂或甲醇醚化三聚氰胺树脂中的一种；所述底材润湿及剂为BYK-3035、BYK-347或BYK-3455中的一种；分散剂为BYK-190或BYK-2010中的一种；所述助溶剂为乙醇、乙二醇单丁醚或丁醇中的一种；所述流变助剂为BYK-425 、BYK-420或RM-8W中的一种；所述流平剂为BYK-345或BYK-346中的一种；所述消泡剂为BYK-024或tego-810中的一种。上述的水性醇酸氨基烤漆的制备方法，包括以下步骤：在砂磨机分散罐中加入水性醇酸树脂，开启搅拌转速为800-1000r/min，再加入助溶剂，搅拌15-25min后，搅拌状态下依次加入分散剂、1/2的消泡剂、颜填料，搅拌均匀后研磨至细度≤20微米；搅拌状态下加入水性氨基树脂，底材润湿剂、剩余1/2的消泡剂、流平剂，搅拌均匀后再用流变助剂和水调整粘度。专利技术的创新点是利用高聚物脂肪酸法先制成高分子量主链，再反应进行扩充侧链。得到烘干后硬度、光泽、保色、耐磨性等优异的短油度醇酸树脂；调整醇超量，使醇酸树脂分子中有大量游离的羟基，以保证其与氨基树脂中的羟甲基、烷氧基充分进行缩合反应。最终得到性能优异的水性醇酸氨基烤漆。本专利技术先将全部的多元酸、多元醇与一部分不饱和脂肪酸反应至低酸值，合成高分子量主链；再加入剩余量的不饱和脂肪酸继续反应形成侧链；最后加入偏苯三酸酐水性化，抽真空后加入中和剂、助溶剂调至粘度、固体份合格。得到颜色浅、干燥快、耐化学品性好的短油度水性醇酸树脂。本专利技术制备的水性醇酸树脂，具有优异的保光保色性、耐候性。制备方法生产工艺简单，原料易得，生产成本低。将本专利技术制备的水性醇酸氨基烤漆作金属材料的防腐蚀保护涂料，具有硬度高、光泽好、耐冲击性优良等特点。且该水性涂料，降低 VOC 含量，降低了对环境和人体的危害，制漆工艺简单，施工安全方便。环保、节省能源。短油度醇酸树脂烘干之后在硬度、光泽、保色、耐磨性等方面优于长油度醇酸树脂。再添加氨基树脂、颜填料、助剂、催干剂等制备水性醇酸氨基烤漆。本专利技术制备的水性醇酸氨基烤漆，具有硬度高、耐冲击性优良等特点，该烤漆中无溶剂，VOC 排放量极低；性能能够达到或超过同类溶剂型涂料的性能指标，而且节能、环保，提高了运输、施工的安全性，适合于大规模推广应用。将本专利技术制备的水性醇酸树脂应用于制备水性醇酸氨基烤漆，制得的水性醇酸氨基烤漆，采用喷涂方式涂覆于标准马口铁板表面上，在120—130℃条件下烘烤20—30min，铁板表面形成一层厚度为20—25µm的漆膜，取出放至恒温，进行各项性能检测。该漆膜的检测性能及检测方法如下：漆膜颜色及外观测试按照GB/T9761-2008的规定进行检测；漆膜附着力测试按照GB/T1720-1988的规定，使用划格法进行测试；漆膜硬度测试按照GB/T1730-2007的规定进行检测，按标准测试方法进行摆杆阻尼试验；漆膜柔韧性测试按照GB/T1731-2007的规定进行检测；漆膜耐冲击性检测按照GB/T 1732-2007的规定进行检测，漆膜耐盐雾性测试按照GB/T 1771-1991的规定进行检测。附图说明图 1是本专利技术制备的水性醇酸树脂的FTIR红外光谱分析谱图。具体实施方式下面的实施例可以进一步说明本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。下列实施例中的原料均为商购。实施例11、水性醇酸树脂的配方：豆油220g、间苯二甲酸酐100g、马来酸酐30g、季戊四醇170g、偏苯三酸酐50g、异丙醇180g、二甲基乙醇胺中和剂50g,水200g。2、水性醇酸树脂的制备方法A、在反应釜中加入2/3的豆油、间苯二甲酸酐、马来酸酐、季戊四醇、二甲苯20g，该二甲苯主要起到回流作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性醇酸树脂，其特征在于它由下述重量份的原料组成：不饱和脂肪酸20—22份、多元醇17—19份、多元酸11—13份、二甲苯2—4份、偏苯三酸酐4—6份、助溶剂17—19份、中和剂4—5份、水18—20份。

【技术特征摘要】
1.一种水性醇酸树脂，其特征在于它由下述重量份的原料组成：不饱和脂肪酸20—22份、多元醇17—19份、多元酸11—13份、二甲苯2—4份、偏苯三酸酐4—6份、助溶剂17—19份、中和剂4—5份、水18—20份。2.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于：所述不饱和脂肪酸为豆油、亚麻油、桐油或脱水蓖麻油中的一种。3.根据权利要求1或2所述水性醇酸树脂，其特征在于：所述多元酸为间苯二甲酸酐、马来酸酐或者顺丁烯二酸酐中的两种，马来酸酐或者顺丁烯二酸酐占间苯二甲酸酐质量的10—30%。4.根据权利要求3所述水性醇酸树脂，其特征在于：所述溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、正丁醇或乙醇中的一种。5.根据权利要求4所述水性醇酸树脂，其特征在于：所述中和剂为二甲基乙醇胺、AMP-95或者C-328中的一种。6.权利要求1所述水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于它包括以下骤：A、形成主链：在反应釜中加入2/3的不饱和脂肪酸、多元醇、多元酸以及1/2的二甲苯，在搅拌下升温至175-190℃，酯化反应2.5—3h；B、形成侧链：加入剩余的不饱和脂肪酸，再升温至210-230℃，酯化反应2—3h，至固体酸价在8—10mgKOH/g；C、水性化：降温至150-160℃，加入偏苯三酸酐和剩余1/2的二甲苯；在搅拌下升温至170-190℃，酯化反应1.0—2h，至固体酸价在35—40mgKOH/g；D、除溶剂、中和稀释：在170-190℃下...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾雪艳，李华明，王朝晖，许玉霞，肖菲，孙学军，
申请(专利权)人：西北永新涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62