一种环保低毒水性饱和聚酯树脂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保低毒水性饱和聚酯树脂及其制备方法，它由15‑17％的氢化苯酐、5‑7％的带侧链三元醇、13‑15％的1,6己二醇、6‑8％的间苯、2‑3％的偏苯三酸酐、4‑6％的环保醚类溶剂、1‑2％的二甲基乙醇胺、45‑48％去离子水制成。本发明专利技术通过大量实验筛选得到最佳的原料配比组成，本发明专利技术得到的水性饱和聚酯树脂，不仅具有优异的光泽、耐水性、硬度、柔韧性和附着力；同时还具有环保低毒优点，可克服现有技术的不足，取得了非常好的技术效果。

An environmentally friendly water-borne saturated polyester resin with low toxicity and its preparation method

The invention discloses an environmentally friendly and low toxicity water-borne saturated polyester resin and a preparation method thereof, which is made of 15 17% hydrogenated phthalic anhydride, 5 7% side chain triol, 13 15% 1,6 hexanediol, 6 8% m-phenyl, 2 3% trimellitic anhydride, 4 6% environmentally friendly ether solvent, 1 2% dimethylethanolamine, 45 48% deionized water. The water-borne saturated polyester resin obtained by the invention not only has excellent luster, water resistance, hardness, flexibility and adhesion, but also has the advantages of environmental protection and low toxicity, overcomes the shortcomings of the existing technology, and achieves very good technical results.

【技术实现步骤摘要】
一种环保低毒水性饱和聚酯树脂及制备方法
本专利技术涉及一种树脂，具体涉及一种环保性强，毒性低，同时具有优异的光泽和耐水性的环保低毒水性饱和聚酯树脂及制备方法，属于高分子材料

技术介绍
饱和聚酯树脂通常和甲醚化的氨基树脂搭配的烤漆体系，用于要求漆膜要有很好的硬度、柔韧性、加工性和耐候性。近年来随着人们环保意识的加强和国家对涂料VOC(挥发性有机物)的控制，饱和聚酯水性化是一个趋势。但是目前的水性饱和聚酯在光泽、耐水性等方面和油性饱和聚酯还有一定的差距，其次，现在市面上水性饱和聚酯用乙二醇单丁醚做助溶剂，因为乙二醇单丁醚有很强的稀释能力和较好的水溶性。但是乙二醇单丁醚会对人的肝肾造成损坏，还可能对动物的生殖系统造成损害，出现畸形的危害。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有技术不足，提供一种在具有优异的光泽、耐水性、硬度、柔韧性和附着力同时，还具有环保低毒优点的水性饱和聚酯树脂，本专利技术另外一个目的是提供水性饱和聚酯树脂的制备方法。技术方案，为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，它由下列原料制成：氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇、间苯、偏苯三酸酐、环保醚类溶剂、二甲基乙醇胺、去离子水。作为优选方案，以上所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，它由下列重量百分比的原料制成：15-17％的氢化苯酐、5-7％的带侧链三元醇、13-15％的1,6己二醇、6-8％的间苯、2-3％的偏苯三酸酐、4-6％的环保醚类溶剂、1-2％的二甲基乙醇胺、45-48％去离子水。作为优选方案，以上所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，所述的带侧链三元醇为三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷中的一种或两种混合物。作为优选方案，以上所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，所述环保醚类溶剂为二丙二醇甲醚或丙二醇丙醚中的一种或两种混合物。本专利技术所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)先向反应釜中通入氮气保护气，除去氧气，并开立式精馏柱冷却水，设置塔顶温度不超过102～105摄氏度，准备投料；(2)按重量比将氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇和间苯投入反应釜中，升温熔料，搅拌，使物料混合均匀。(3)控制馏头温度不超过102～105度，快速升温到180～185摄氏度，保温1～1.5小时，再用3～3.5小时升温到215～220度，在215-220度恒温反应，恒温过程取样，观察树脂外观一直到树脂清澈透明，然后关闭精馏柱冷却水，并将水排空，并开始测粘度和酸价；(4)达到中控粘度酸价后，急速降温到165～179摄氏度，然后按重量比投入偏苯三酸酐，在162-168摄氏度之间反应；(5)反应20分钟后开始中控取样分析粘度和酸值；(6)达到中控粘度酸价后，急速冷却到150摄氏度以下，然后按重量比投入环保醚类溶剂，搅拌30～40分钟，降温到120～130摄氏度，打入稀釜中；(7)将稀釜降温控制在80-90度，然后按重量比投入二甲基乙醇胺，然后在80-90度保温30～40分钟，再降温到50-60度，并保持在50-60度，然后按重量比把去离子水加入稀釜中，搅拌30～40分钟，测固含和PH值，合格降温到既得。作为优选方案，以上所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)先向反应釜中通入氮气保护气，除去氧气，并开立式精馏柱冷却水，设置塔顶温度不超过102摄氏度，准备投料；(2)按重量比将氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇和间苯投入反应釜中，升温熔料，搅拌，使物料混合均匀。(3)控制馏头温度不超过102度，快速升温到180摄氏度(一小时内从常温升温到180摄氏度)，保温1.5小时，再用3.5小时升温到215～220度，在215-220度恒温反应，恒温过程取样，观察树脂外观一直到树脂清澈透明，然后关闭精馏柱冷却水，并将水排空；并开始测粘度(60％固体份N-甲基吡咯烷酮溶液)：6.5秒-8.5秒(25度格式管)和酸价(酸价5.0-6.5)；(4)达到中控粘度酸价后，急速降温到165摄氏度，然后按重量比投入偏苯三酸酐，在162-168摄氏度之间反应；(5)反应20分钟后开始中控取样分析粘度(60％固体份NMP溶液，酸价20.3-21.7)：12秒-16秒和酸值(酸值20.3-21.7)；(6)达到中控粘度酸价后，急速冷却到150摄氏度以下，然后按重量比投入环保醚类溶剂，搅拌30分钟，降温到120摄氏度，打入稀釜中；(7)将稀釜降温控制在80-90度，然后按重量比投入二甲基乙醇胺，然后在80-90度保温30分钟，再降温到50-60度，并保持在50-60度，然后按重量比把去离子水加入稀釜中，搅拌30分钟，测固含和PH值，固含108度一小时44-48％，PH＝6.5-7.3，合格降温到既得。作为优选方案，以上所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂的制备方法，所述的带侧链三元醇为三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷中的一种或两种混合物。所述环保醚类溶剂为二丙二醇甲醚或丙二醇丙醚中的一种或两种混合物。原料筛选实验：1、本专利技术选用1,6-己二醇、新戊二醇、丁二醇等进行比较，对比实验发现选用1,6-己二醇为原料不但有利于分子的链增长，还可提高树脂的柔韧性和加工性，因此，本专利技术优选1,6-己二醇作为链增长和提高树脂柔韧性和加工性的原料。2、本专利技术选用氢化苯酐和苯酐进行筛选比较，对比实验结果表明氢化苯酐相比苯酐具有更好的光泽和耐水性，氢化苯酐在水性体系中有着优秀的光泽和丰满度！且本专利技术采用的氢化苯酐的量是间苯的2倍多，比全用间苯的树脂粘度更小，且易被环保溶剂二丙二醇甲醚和丙二醇丙醚稀释。3、本专利技术还筛选了1,6-己二醇和间苯搭配、新戊二醇和己二酸搭配，对比实验结果表明，1,6-己二醇和间苯搭配具有更好的耐水性和柔韧性。并且本专利技术采用带侧链三元醇来提高树脂的交联密度，同时侧链的存在，还可增加树脂的稀释性，也可保护酯键抗水解，取得了非常好的预料不到的技术效果。4、本专利技术提供的环保低毒水性饱和聚酯树脂的制备方法，工艺筛选实验中，本专利技术步骤(3)在第一步酯化时采取快速升温到180度的工艺，因为本专利技术通过筛选发现：氢化苯酐和间苯在170度左右反应活性相差很大，氢化苯酐在这个温度比间苯反应活性大很多，如果在这个温度下时间过长，会造成树脂分子量不均匀，造成树脂最终的水溶性和耐水性差。而采用快速升温到180摄氏度，可以避免这个问题！其次，步骤(4)在加偏酐反应后，树脂中控的粘度范围很窄，低于这个粘度耐水性不好，高于这个粘度水溶性较差，且光泽也受影响，当粘度达到要求时，也采用了快速降温到165摄氏度的工艺。后期的PH值(PH＝6.5-7.3)也经过大量实验筛选，(当PH值低于6.5，中和不完全，水溶性不好，当PH值高于7.3，容易水解，树脂和油漆储存稳定性不好)，得出的最佳PH为6.5-7.3。有益效果：本专利技术和现有技术相比具有以下优点：本专利技术通过大量实验筛选得到最佳的原料配比组成，本专利技术得到的水性饱和聚酯树脂，不仅具有优异的光泽、耐水性、硬度、柔韧性和附着力；同时还具有环保低毒优点，可克服现有技术的不足，取得了非常好的技术效果。具体实施方式实施例11、一种环保低毒水性饱和聚酯树脂，它由下列重量百分比的原料制成：15％的氢化苯酐、5％的三羟甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，它由下列原料制成：氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇、间苯、偏苯三酸酐、环保醚类溶剂、二甲基乙醇胺、去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，它由下列原料制成：氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇、间苯、偏苯三酸酐、环保醚类溶剂、二甲基乙醇胺、去离子水。2.根据权利要求1所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，它由下列重量百分比的原料制成：15-17％的氢化苯酐、5-7％的带侧链三元醇、13-15％的1,6己二醇、6-8％的间苯、2-3％的偏苯三酸酐、4-6％的环保醚类溶剂、1-2％的二甲基乙醇胺、45-48％去离子水。3.根据权利要求1或2所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的带侧链三元醇为三羟甲基丙烷或三羟甲基乙烷中的一种或两种混合物。4.根据权利要求3所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂，其特征在于，所述环保醚类溶剂为二丙二醇甲醚或丙二醇丙醚中的一种或两种混合物。5.权利要求4所述的环保低毒水性饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先向反应釜中通入氮气保护气，除去氧气，并开立式精馏柱冷却水，设置塔顶温度不超过102～105摄氏度，准备投料；(2)按重量比将氢化苯酐、带侧链三元醇、1,6己二醇和间苯投入反应釜中，升温熔料，搅拌，使物料混合均匀。(3)控制馏头温度不超过102～105度，快速升温到180～185摄氏度，保温1～1.5小时，再用3～3.5小时升温到215～220度，在215-220度恒温反应，恒温过程取样，观察树脂外观一直到树脂清澈透明，然后关闭精馏柱冷却水，并将水排空，并开始测粘度和酸价；(4)达到中控粘度酸价后，急速降温到165～170摄氏度，然后按重量比投入偏苯三酸酐，在162-168摄氏度之间反应；(5)反应20分钟后开始中控取样分析粘度和酸值；(6)达到中控粘度酸价后，急速冷却到150摄氏度以下，然后按重量比投入环保醚类溶剂，搅拌30～40分钟，降温到120～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨森，陈志坤，蒋张军，
申请(专利权)人：江苏三木化工股份有限公司，江苏三木集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32