一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法，涉及水性涂料的技术领域。本发明专利技术的自干型水性醇酸树脂含有以下重量份的原料：12～30％的植物油脂肪酸，3～10％的多元羧酸或酸酐，2.0～10.0wt％的间苯二甲酸二乙二醇酯‑5‑磺酸盐，9～21wt％的二元醇，5～15wt％的三羟甲基丙烷，1.5～5.0wt％的环氧基团官能化单体，1.0～10.0wt％的有机官能化二氧化硅，2.0～8.0wt％的三乙胺，和余量的助溶剂。本发明专利技术的自干型水性醇酸树脂外观清澈、固含量高，稳定性好，与氨基树脂混合制备的水性醇酸氨基漆具有漆膜快干性好，并且耐水、耐酸，抗冲击性好，具有优异的综合性能。

Self drying water-borne alkyd resin and preparation method thereof

The invention relates to a self-drying water-borne alkyd resin and a preparation method thereof, and relates to the technical field of water-borne coatings. The self-drying water-borne alkyd resin of the invention contains 12-30% vegetable oil fatty acid, 3-10% polycarboxylic acid or anhydride, 2.0-10.0wt% diethylene terephthalate 5_sulfonate, 9-21wt% diol, 5-15wt% trimethylolpropane, 1.5-5.0wt% epoxy group. Functionalized monomers, 1.0-10.0 wt% organic functionalized silica, 2.0-8.0 wt% triethylamine, and residual cosolvents. The self-drying water-borne alkyd resin of the invention has clear appearance, high solid content and good stability, and the water-borne alkyd amino paint prepared by mixing with amino resin has the advantages of fast drying, water resistance, acid resistance, impact resistance and excellent comprehensive performance.

【技术实现步骤摘要】
一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法
本专利技术涉及水性涂料的
，更具体地说，本专利技术涉及一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法。
技术介绍
醇酸树脂自问世以来，至今已有90余年的历史，它的问世打破了以干性油和天然树脂为传统涂料的生产工艺，使涂料生产走上了现代化合成的工业化道路。醇酸树脂是以多元醇、多元酸经脂肪酸改性共缩聚而成的线型聚酯，分子结构是以多元醇的酯为主链、以脂肪酸酯为侧链。植物油是醇酸树脂的基础原料，由于植物油属于可再生资源，因而可以减少对石油产品的依赖，并且醇酸树脂综合性能较好，而且可以通过改性赋予各种性能，使得醇酸树脂成为涂料工业中最重要的合成树脂之一。随着人们环保意识的增强和各国环保法规的日益严格，高固体分、低VOC、水性化成为了醇酸树脂的发展趋势。目前，水性醇酸树脂在硬度、附着力等方面已经与溶剂型醇酸树脂的性能不相上下，例如有机硅改性的水性醇酸树脂有利于提高耐水性、耐候性以及硬度，但其耐热性较差，并且干燥速度较慢。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法。为了解决专利技术所述的技术问题并实现专利技术目的，本专利技术的第一方面采用了以下技术方案：本专利技术的自干型水性醇酸树脂，其含有以下重量份的原料：12～30％的植物油脂肪酸，3～10％的多元羧酸或酸酐，2.0～10.0wt％的间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐，9～21wt％的二元醇，5～15wt％的三羟甲基丙烷，1.5～5.0wt％的环氧基团官能化单体，1.0～10.0wt％的有机官能化二氧化硅，2.0～8.0wt％的三乙胺，和余量的助溶剂。其中，所述间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐的含量为2.0～7.5wt％，所述有机官能化二氧化硅的含量为1.5～5.0wt％。其中，所述植物油脂肪酸选自亚麻油酸、亚油酸、蓖麻油酸、月桂酸、棉籽油酸、玉米油酸、豆油脂肪酸或椰子油酸中的至少一种。其中，所述多元羧酸或酸酐选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、富马酸酐、琥珀酸酐、琥珀酸、2,6-萘二甲酸、马来酸酐或偏苯三酸酐中的至少一种。其中，所述二元醇选自新戊二醇(2,2-二甲基-1,3-丙二醇)、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇中的至少一种，优选为新戊二醇。其中，所述环氧基团官能化单体选自烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯中的一种。其中，所述助溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。其中，所述有机官能化二氧化硅是指经过含有氨基的烷基丙烯酰胺和巯基硅烷处理的二氧化硅。本专利技术的第二方面还涉及所述自干型水性醇酸树脂的制备方法。本专利技术所述的制备方法，包括以下步骤：(1)将植物油脂肪酸、二元醇和三羟甲基丙烷加热搅拌，并于220～230℃保温反应，当酸值小于10mgKOH/g时，停止加热；(2)冷却至150℃时加入多元羧酸或酸酐、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐、环氧基团官能化单体和有机官能化二氧化硅，通入惰性气体，搅拌升温至190～200℃保温反应，控制酸值为45～60mgKOH/g；(3)冷却至120℃时加入助溶剂，降温至70℃时加入三乙胺并搅拌均匀。其中，所述有机官能化二氧化硅是指经过含有氨基的烷基丙烯酰胺和巯基硅烷处理的二氧化硅。与最接近的现有技术相比，本专利技术所述的自干型水性醇酸树脂及其制备方法具有以下有益效果：本专利技术的自干型水性醇酸树脂外观清澈、固含量高，稳定性好，与氨基树脂混合制备的水性醇酸氨基漆具有漆膜快干性好，并且耐水、耐酸，抗冲击性好，具有优异的综合性能。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术所述的一种自干型水性醇酸树脂及其制备方法做进一步的阐述，以期对本专利技术的技术方案做出更完整和清楚的说明。近年来水性醇酸树脂得到了很大的发展，作为水性树脂其不仅节省了大量的有机溶剂，而且也减轻了环境污染，而通过低分子量的有机硅中间体与醇酸树脂通过接枝反应得到的水性有机硅改性醇酸树脂具有良好的耐水性、耐候性，拓宽了醇酸树脂的户外应用范围，例如可以用于器具的耐久涂料，建筑物的漆料等，但其干燥速度较慢，且耐热性不佳。为了克服上述缺陷，本专利技术提供的自干型水性醇酸树脂干燥速度快且综合性能优异，可用于汽车、家电、建筑、桥梁等诸多领域。本专利技术的自干型水性醇酸树脂，其含有以下重量份的原料：其含有以下重量份的原料：12～30％的植物油脂肪酸，3～10％的多元羧酸或酸酐，2.0～10.0wt％的间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐，9～21wt％的二元醇，5～15wt％的三羟甲基丙烷，1.5～5.0wt％的环氧基团官能化单体，1.0～10.0wt％的有机官能化二氧化硅，2.0～8.0wt％的三乙胺，和余量的助溶剂。作为优选地，所述间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐的含量为2.0～7.5wt％，所述有机官能化二氧化硅的含量为1.5～5.0wt％。具体来说，所述植物油脂肪酸选自亚麻油酸、亚油酸、蓖麻油酸、月桂酸、棉籽油酸、玉米油酸、豆油脂肪酸或椰子油酸中的至少一种。所述二元醇选自新戊二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇中的至少一种，优选为新戊二醇。所述多元羧酸或酸酐选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、富马酸酐、琥珀酸酐、琥珀酸、2,6-萘二甲酸、马来酸酐或偏苯三酸酐中的至少一种。所述环氧基团官能化单体选自烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯中的一种。所述助溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。在本专利技术中，所述有机官能化二氧化硅是指经过含有氨基的烷基丙烯酰胺和巯基硅烷处理的二氧化硅。二氧化硅可选择二氧化硅溶胶，二氧化硅表面的活性基团例如活性氢和羟基与巯基硅烷通过键合硅烷化，并进一步通过含有氨基的烷基丙烯酰胺形成网络结构，与间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐和环氧基团官能化单体配合对醇酸树脂进行改性，不仅保证了体系的稳定性，而且改进了速干性且耐热性能好。作为示例性地，如无特别说明，在本专利技术的实施例和对比例中，采用的二氧化硅为固含量为30wt％的二氧化硅溶胶，并且所述二氧化硅通过以下步骤被官能化：将200重量份的二甲苯、100重量份的二氧化硅溶胶以及12重量份的含有氨基的烷基丙烯酰胺混合均匀，然后在N2气氛下加入15重量份的巯丙基三甲氧基硅烷并在70℃搅拌反应2小时，然后在100℃干燥10小时，即得所述有机官能化二氧化硅。实施例1本实施例的原料有：椰子油酸：20wt％、新戊二醇：12wt％、三羟甲基丙烷：13wt％、间苯二甲酸：8wt％、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠：5wt％、甲基丙烯酸缩水甘油酯：3.0wt％、有机官能化二氧化硅：3.0wt％、三乙胺：5.0wt％、乙二醇单丁醚：余量。在装有温度计、搅拌器、冷凝器和热电偶的四口烧瓶中，加入椰子油酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷，升温至150℃开动搅拌，缓慢升温(5℃/min以下)至220℃保温反应，当酸值小于10mgKOH/g时，停止加热；当温度降低至150℃时加入间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自干型水性醇酸树脂，其特征在于含有以下重量份的原料：12～30％的植物油脂肪酸，3～10％的多元羧酸或酸酐，2.0～10.0wt％的间苯二甲酸二乙二醇酯‑5‑磺酸盐，9～21wt％的二元醇，5～15wt％的三羟甲基丙烷，1.5～5.0wt％的环氧基团官能化单体，1.0～10.0wt％的有机官能化二氧化硅，2.0～8.0wt％的三乙胺，和余量的助溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种自干型水性醇酸树脂，其特征在于含有以下重量份的原料：12～30％的植物油脂肪酸，3～10％的多元羧酸或酸酐，2.0～10.0wt％的间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐，9～21wt％的二元醇，5～15wt％的三羟甲基丙烷，1.5～5.0wt％的环氧基团官能化单体，1.0～10.0wt％的有机官能化二氧化硅，2.0～8.0wt％的三乙胺，和余量的助溶剂。2.根据权利要求1所述的自干型水性醇酸树脂，其特征在于：所述间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐的含量为2.0～7.5wt％，所述有机官能化二氧化硅的含量为1.5～5.0wt％。3.根据权利要求1所述的自干型水性醇酸树脂，其特征在于：所述植物油脂肪酸选自亚麻油酸、亚油酸、蓖麻油酸、月桂酸、棉籽油酸、玉米油酸、豆油脂肪酸或椰子油酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的自干型水性醇酸树脂，其特征在于：所述二元醇选自新戊二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的自干型水性醇酸树脂，其特征在于：所述多元羧酸或酸酐选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、富马酸酐、琥珀酸酐、琥珀酸、2,6-萘二甲酸、马来酸酐或偏苯三酸酐中的至少一种。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹军，王玉琴，杨剑挺，梁成良，
申请(专利权)人：泰兴盛嘉树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32