一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法，主要技术方案为：制备醇酸树脂；将石油树脂和改性剂加入反应容器中，升温进行反应后，再加入制得的醇酸树脂；最后，将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、(甲基)丙烯酸与引发剂混合后，在预设的温度下滴加至上述的反应容器中，最终制得水性醇酸改性石油树脂。本发明专利技术中，采用醇酸树脂与成本较低的石油树脂进行改性，改善了石油树脂的弯曲性和附着力，降低了醇酸树脂中酯键的含量，从而降低了改性树脂水分散体的水解概率，使得改性树脂水分散体比单纯的醇酸树脂水分散体更稳定；整个工艺步骤简单且节能环保。

A Waterborne Alkyd Modified Petroleum Resin and Its Preparation Method of Water Dispersion

The invention provides a preparation method of Water-borne Alkyd Modified Petroleum Resin and its water dispersions. The main technical schemes are: preparing alkyd resin; adding petroleum resin and modifier into reaction vessel, heating up, then adding the prepared alkyd resin; finally, mixing (methyl) acrylate monomer and/or styrene, (methyl) acrylic acid with initiator, and then adding the alkyd resin. Water-borne Alkyd Modified petroleum resin was prepared by dropping it into the reaction vessel at preset temperature. In the present invention, alkyd resin and petroleum resin with lower cost are used to modify, which improves the flexibility and adhesion of petroleum resin, reduces the content of ester bond in the alkyd resin, reduces the hydrolysis probability of the modified resin water dispersion, makes the modified resin water dispersion more stable than the pure alkyd resin water dispersion, and the whole process is simple, energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法
本专利技术涉及水性涂料
，具体而言，涉及一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法。
技术介绍
水性涂料是以水代替溶剂的，可以在很大程度上减少VOC的排放，从溶剂型漆的70％左右降低到15％以下，其环境可接受性大大高于溶剂型的涂料，并且节约石油资源，减少火灾隐患，改善操作环境。防锈漆在涂料市场占据很大的份额，原来的防锈漆主要以醇酸漆环氧酯漆为主，涂装一直是以二甲苯，醋酸乙酯，醋酸丁酯等溶剂为稀释剂溶剂型涂料，有很大的气味，严重危害人的健康，并且很容易引发火灾，而水性涂料规避了这些风险，大大减少了VOC的排放(从溶剂型漆的70％左右将至15％以下)，以水代替溶剂也大大节约了石油资源，降低了溶剂成本，是一支环保的新型产品。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法，旨在解决现有防锈漆的VOC排放量及生产成本的问题。具体地，本专利技术提出了一种水性醇酸改性石油树脂及其水分散体的制备方法，水性醇酸改性石油树脂的制备方法包括以下步骤：(1)将不饱和脂肪酸60-85份和多元醇15-40份，加入反应容器A中，搅拌并升温至200-230℃，反应至酸值小于10mgKOH/g，得到醇酸树脂待用。优选的，该步骤中，反应的终点可以为酸值小于5mgKOH/g；反应过程中，可以通入保护气氮气，搅拌的速度不做具体限定，优选的，搅拌速度以反应物料中间出现漩涡为宜。该步骤中，所用的不饱和脂肪酸为脱水蓖麻油酸、亚麻油酸、妥尔油酸、桐油酸和豆油酸中的一种或多种。所用的多元醇为三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、丙二醇和新戊二醇中的一种或多种。(2)将石油树脂30-50份和改性剂3-6份加入反应容器B中，升温至185-200℃，反应2-4小时，加入步骤(1)中的醇酸树脂30-50份，160-230℃下反应至预设酸值为，降温后加入溶剂15-30份，以调节反应体系的粘度。其中，加入醇酸树脂后，反应温度可以优选为220-230℃。该步骤中，所用的石油树脂为脂肪族石油树脂(C5)、脂环族石油树脂(DCPD)、芳香族石油树脂(C9)、脂肪族/芳香族共聚石油树脂(C5/C9)及加氢石油树脂中的一种或多种。其中，加氢石油树脂可以为C5加氢石油树脂和C9加氢石油树脂的一种或多种。改性剂可以为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐和亚甲基丁烯二酸中的一种或多种。溶剂为丁醇、乙二醇醚类、丙二醇醚类、异丙醇、仲丁醇、乙醇、二乙二醇醚类、二丙二醇醚类和溶剂油中的一种或多种。其中，溶剂油可以选用D40溶剂油、D30溶剂油和D50溶剂油等。乙二醇醚类可以为乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、乙二醇辛醚等；丙二醇醚类可以为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚等。(3)将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯8-15份、(甲基)丙烯酸1-4份与0.5-1份引发剂中的一部分混合均匀，在预设温度下，将该混合物逐渐滴加至上述反应容器B中，滴完后补加剩余的引发剂，反应一段时间，即可得到水性醇酸改性石油树脂，得到改性石油树脂树脂的酸值为30-50mgKOH/g，固含量为70-80％。可以匀速将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、(甲基)丙烯酸与引发剂的混合物滴加至步骤(2)的反应体系中，2-3小时滴加完即可。滴加完剩余的引发剂后，反应的时间可以为3-5小时。该步骤中，引入了水溶性基团，经中和后，树脂可以分散到水中；同时，也调整了树脂的玻璃化温度。引发剂的分步加入，可以避免一次加入时产生的放热量太大，而导致爆沸冲料的不良现象。由于不同的引发剂反应的温度不同，因此，反应中需要根据引发剂的选择确定反应温度。例如，引发剂为二叔丁基过氧化物时，(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、(甲基)丙烯酸与引发剂的混合物的滴加温度约为145℃。该步骤中，所用的(甲基)丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯中一种或多种。引发剂为过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化苯甲酸、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物和过氧化氢异丙苯中的一种或多种。由于不同的引发剂反应的温度不同，因此，反应中需要根据引发剂的选择确定反应温度。例如，引发剂为二叔丁基过氧化物时，(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯、(甲基)丙烯酸与引发剂的混合物的滴加温度约为140-145℃。醇酸改性石油树脂的水分散体的制备过程如下：取上述制得的醇酸改性石油树脂每100份中，加入4-6份中和剂，搅拌分散到80-150份水中制得醇酸改性石油树脂的水分散体；再向该分散体中加入催干剂、颜填料和助剂等即可制成水性自干型底漆或面漆。其中，制备醇酸改性石油树脂水分散体所用的中和剂为N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、N-乙基吗啉、氨水和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或者几种。本专利技术提供的水性醇酸改性石油树脂的制备方法，采用醇酸树脂与成本较低的石油树脂进行改性，改善了石油树脂的弯曲性和附着力，降低了醇酸树脂中酯键的含量，从而降低了改性树脂水分散体的水解概率，使得改性树脂水分散体比单纯的醇酸树脂水分散体更稳定；整个工艺步骤简单且节能环保。采用本专利技术提供的制备方法制备的水性醇酸改性石油树脂具有以下有益效果：(1)通过(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯和/或苯乙烯的引入，提供了水溶性的基团，经中和后可以分散到水里，所以该树脂使用时以水为稀释剂，大大降低了VOC的排放量，VOC排放量在15％以下，与排放量在70％左右的溶剂型漆相比，大大改善了环境，降低了对人体的伤害，同时也有利于降低火灾发生的风险。(2)醇酸树脂与石油树脂以及丙烯酸酯类通过双键接枝共聚，降低了醇酸树脂中酯键的含量，从而降低了改性树脂水分散体的水解概率，使得改性树脂水分散体比单纯的醇酸树脂水分散体更稳定；同时，改性后，也提高了石油树脂的柔韧性和防腐性能以及石油树脂与其他树脂的混溶性和附着力。(3)选用石油裂解的副产品石油树脂进行改性处理，提高了资源的利用率，降低了改性树脂的生产成本，相对于水性防锈漆用的水性环氧酯树脂而言，成本降低了40-50％，与水性醇酸漆的成本相比，降低了20％左右，大大提高了水性醇酸改性石油树脂的市场竞争力。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本专利技术的保护范围。实施例1将豆油酸60克和季戊四醇15克加入反应容器A中，通入氮气，开动搅拌，升温到230℃，反应至酸值10mgKOH/g以下，制成醇酸树脂中间品；将C9石油树脂30克和顺丁烯二酸酐3.6克，加入反应容器B中，升温至200℃，搅拌反应2-3小时，加入上述醇酸树脂中间品30克，升温到230℃，反应至酸值23mgKOH/g以下，降温到160℃，加入乙二醇丁醚10克和溶剂油10克，搅拌均匀；将甲基丙烯酸甲酯10克、丙烯酸2.5克和过氧化氢异丙苯0.4克混合均匀，当温度为150℃时，将该混合物边搅拌边匀速滴入上述反应容器B中，滴加2-4小时，滴加完后补加剩余的0.2克过氧化氢异丙苯，反应4小时。得到固含为79％，酸值为31mgKOH/g的醇酸树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性醇酸改性石油树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将不饱和脂肪酸60‑85份和多元醇15‑40份，加入反应容器A中，搅拌并升温至200‑230℃，反应至酸值小于10mgKOH/g，得到醇酸树脂待用；(2)将石油树脂30‑50份和改性剂3‑6份加入反应容器B中，升温至185‑200℃，反应2‑4小时，加入步骤(1)中的醇酸树脂30‑50份，160‑230℃下反应至预设酸值，降温后加入溶剂15‑30份；(3)将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯8‑15份、(甲基)丙烯酸1‑4份与0.5‑1份引发剂中的一部分混合均匀，在预设温度下，将该混合物逐渐滴加至上述反应容器B中，滴完后补加剩余的引发剂，反应一段时间，即可得到水性醇酸改性石油树脂。

【技术特征摘要】
1.一种水性醇酸改性石油树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将不饱和脂肪酸60-85份和多元醇15-40份，加入反应容器A中，搅拌并升温至200-230℃，反应至酸值小于10mgKOH/g，得到醇酸树脂待用；(2)将石油树脂30-50份和改性剂3-6份加入反应容器B中，升温至185-200℃，反应2-4小时，加入步骤(1)中的醇酸树脂30-50份，160-230℃下反应至预设酸值，降温后加入溶剂15-30份；(3)将(甲基)丙烯酸酯类单体和/或苯乙烯8-15份、(甲基)丙烯酸1-4份与0.5-1份引发剂中的一部分混合均匀，在预设温度下，将该混合物逐渐滴加至上述反应容器B中，滴完后补加剩余的引发剂，反应一段时间，即可得到水性醇酸改性石油树脂。2.根据权利要求1所述的水性醇酸改性石油树脂的制备方法，其特征在于，所述不饱和脂肪酸为脱水蓖麻油酸、亚麻油酸、妥尔油酸、桐油酸和豆油酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的水性醇酸改性石油树脂的制备方法，其特征在于，所述多元醇为三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、丙二醇和新戊二醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的水性醇酸改性石油树脂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为丁醇、乙二醇醚类、丙二醇醚类、异丙醇、仲丁醇、乙醇、二乙二醇醚类、二丙二醇醚类和溶剂油中的一种或多种。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，秦文，
申请(专利权)人：北京金汇利应用化工制品有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11