一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法及其涂料技术

本发明专利技术涉及一种含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料。所述树脂具有醇酸树脂的主体结构，并且具有能够后交联的羰基基团。其中含羰基基团的乙酰C1

【技术实现步骤摘要】
一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法及其涂料


[0001]本专利技术涉及一种含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料，属于涂料


技术介绍

[0002]传统的溶剂型醇酸树脂虽然具有优良的综合性能，但其含量过高，这些易挥发的有机化合物在施工及干燥的过程中最终全部排入大气中，不仅污染了环境，而且增加了对不可再生的石油化工资源的消耗。由于水具有无毒、不燃、廉价、可再生等优点，用水来代替有机溶剂不仅可以降低有机溶剂的排放，降低成本，而且提高了生产及施工人员的安全性。随着人类环保意识的增强，大量的研究者将重点转移到环境友好型的水性醇酸树脂上。
[0003]水性醇酸树脂以水为溶剂，可显著降低VOC的排放，减少对环境的污染和人体的危害，且具有兼容性、保光性和易清洗等优点。但大多数水性醇酸树脂涂料本身存在着许多性能上的缺陷。由于引入了亲水基团，其耐水性比传统溶剂型醇酸树脂略差。而水性醇酸树脂涂料由于以水为溶剂，水的挥发速度较慢、表面张力高以及干燥过程更易受到湿度等影响，同时还存在催干剂自身可能水解、胺中和剂与催干剂可能发生络合失活等不利因素，因此一般的水性醇酸树脂存在干燥性能较差。水性醇酸树脂通常难以达到或者超过溶剂型树脂具有的技术性指标。
[0004]目前，国内外水性改性醇酸树脂主要有以下几种方法:聚氨酯改性、丙烯酸改性、环氧树脂改性、有机硅改性等。例如伊斯曼化学公司在专利CN1365368中介绍了一种在水中的丙烯酸类改性的水性醇酸树脂或氨基甲酸酯改性醇酸树脂分散体的乳液。专利CN101838389A介绍了一种环氧改性水性醇酸树脂及其制备方法。专利CN108059908A介绍了一种丙烯酸改性水性醇酸树脂漆及其制备方法。专利CN107778489A介绍了一种一种有机硅改性水性醇酸树脂及制备方法。这些专利主要通过与其他树脂进行共聚或者接枝进行改性来提高水性醇酸树脂的干燥性和耐腐蚀性。而通过引入后交联的基团来提高水性醇酸树脂的干燥性和耐腐蚀性的相关报道还很少，仅有文献《双重交联型丙烯酸树脂改性水性醇酸树脂的合成研究》等零散报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在提供一种综合性能优异、干燥速率快的含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料。该树脂可广泛用于水性金属涂料、轻防腐涂料、水性木器涂料、建筑涂料，其应用潜力非常巨大。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案如下：
[0007]一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其包括以下步骤：
[0008]S1、将植物油脂肪酸、多元醇、一元酸、含羰基的羧酸以及多元酸，通入惰性气体除去酯化水分，在180℃保温下进行低温酯化1h，然后升温至240℃进行高温酯化至酸值小于10mg KOH/g，得基础醇酸树脂聚合物；
[0009]S2、将经步骤S1制备的基础醇酸树脂聚合物降温至170℃保温，加入水性单体反应
至酸值35-50mg KOH/g；
[0010]S3、向经步骤S2制备的醇酸树脂中加入乙二醇单丁醚兑稀，降温至70℃以下，搅拌下加入醇酸树脂酸值100％的中和剂，搅拌30min-1h混合均匀。加完后，降至室温，过滤，包装。
[0011]优选地，步骤S1所述各物料投料重量比为植物油脂肪酸∶多元醇∶多元酸∶一元酸∶含羰基的羧酸＝30-60％∶10-30％∶10-40％∶5-15％∶0.3％-2％；步骤S2所述各物料投料重量比为基础醇酸树脂聚合物∶水性单体＝80-95％∶5-20％；步骤S3所述各物料投料重量比为含羰基的醇酸树脂∶中和剂∶乙二醇单丁醚＝65-70％∶5-10％∶20-30％。
[0012]优选地，所述植物油脂肪酸为干性油脂肪酸或半干性油脂肪酸，如亚麻油脂肪酸、大豆油脂肪酸、棉籽油脂肪酸、葵花籽油脂肪酸、妥尔油脂肪酸、脱水蓖麻油脂肪酸、桐油脂肪酸中的一种或两种以上混合物。
[0013]优选地，所述含羰基的羧酸为乙酰C1-C8羧酸中的一种或两种以上混合物。
[0014]优选地，所述多元醇为丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或两种以上混合物。
[0015]优选地，所述一元酸为苯甲酸、松香酸、六氢苯甲酸、2-乙基己酸、对叔丁基苯甲酸中的一种或两种以上混合物。
[0016]优选地，所述多元酸为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、富马酸、二氯马来酸、琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、偏苯三酸酐、均苯三酸中的一种或两种以上混合物。
[0017]优选地，所述中和剂为KOH、NaOH、LiOH、三乙胺、二乙醇胺和氨水中的一种或两种以上混合物。
[0018]优选地，所述水性单体为偏苯三酸酐等三元酸、二羟甲基丙酸、多羧基的丙烯酸及酯的预聚物中的一种或两种以上混合物。
[0019]一种含羰基基团的水性醇酸树脂涂料的制备方法，所述涂料由经上述制备方法制备得到的含羰基基团的水性醇酸树脂、颜填料、助剂、溶剂和酰肼类化合物组成，包括以下步骤：
[0020]步骤1、将酰肼类化合物溶解于水中，加入上述合成的具有羰基基团的水性醇酸树脂，高速分散混合均匀；
[0021]步骤2、加入分散剂、催干剂、润湿剂、色浆，高速分散混合均匀，加入增稠剂调节黏度和消泡剂除泡。
[0022]优选地,水性醇酸树脂涂料的物料投料重量比为含羰基的水性醇酸树脂∶酰肼类化合物∶水∶分散剂∶润湿剂∶色浆∶催干剂∶增稠剂∶消泡剂＝10-50％∶0.05％-0.5％∶20-50％∶0.5-1.5％∶0.2-0.5％∶10-50％∶0.1-4％∶0.5-2％∶0.1-0.5％。
[0023]优选地，所述酰肼类化合物为草酸二酰肼、丙二酸酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、环己烷二羧酸二酰肼、壬二酸二酰肼和癸二酸二酰肼中的一种或两种以上混合物。
[0024]优选地，所述分散剂为BYK-191、BYK-190、Orotan 681中的至少一种；所述润湿剂为Surfynol TG、Surfynol AD01、Triton CF-10、Tego 270中的至少一种。
[0025]优选地，所述消泡剂为BYK-022、BYK-011、BYK-093、Tego 822、Tego902w中的至少
一种。所述增稠剂为Rheolate 299、Acrysol RM-8W、Acrysol RM-12W、Acrysol RM-5000中的至少一种。
[0026]优选地，所述水性催干剂为环境友好的水性铁干剂、水性钴干剂、水性铁钴锰复合干剂及其复合物中的一种或几种。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：水性醇酸树脂涂料在干燥成膜过程中主要通过吸氧促进双键发生交联，存在干燥速度过慢，硬度上升慢等缺点。本专利技术含羰基基团的水性醇酸树脂涂料在涂料成膜过程中通过羰基与酰肼基团的后交联弥补普通水性醇酸树脂涂料的吸氧气干较慢的缺点，具有干燥速度快，硬度上升快，高光泽，初期耐水性好等优点。可广泛用于水性金属涂料、轻防腐涂料、水性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将植物油脂肪酸、多元醇、一元酸、含羰基的羧酸以及多元酸，通入惰性气体除去酯化水分，在180℃保温下进行低温酯化1h，然后升温至240℃进行高温酯化至酸值小于10mg KOH/g，得基础醇酸树脂聚合物；S2、将经步骤S1制备的基础醇酸树脂聚合物降温至170℃保温，加入水性单体反应至酸值35-50mg KOH/g；S3、向经步骤S2制备的醇酸树脂中加入乙二醇单丁醚兑稀，降温至70℃以下，搅拌下加入醇酸树脂酸值100％的中和剂，搅拌30min-1h混合均匀，加完后，降至室温，过滤，包装。2.如权利要求1所述的含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述各物料投料重量比为植物油脂肪酸∶多元醇∶多元酸∶一元酸∶含羰基的羧酸＝30-60％∶10-30％∶10-40％∶5-15％∶0.3％-2％；步骤S2所述各物料投料重量比为基础醇酸树脂聚合物∶水性单体＝80-95％∶5-20％；步骤S3所述各物料投料重量比为含羰基的醇酸树脂∶中和剂∶乙二醇单丁醚＝65-70％∶5-10％∶20-30％。3.如权利要求2所述的含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述植物油脂肪酸为亚麻油脂肪酸、大豆油脂肪酸、棉籽油脂肪酸、葵花籽油脂肪酸、妥尔油脂肪酸、脱水蓖麻油脂肪酸、桐油脂肪酸中的一种或两种以上混合物；所述含羰基的羧酸为乙酰C1-C8羧酸中的一种或两种以上混合物。4.如权利要求3所述的含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述多元醇为丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或两种以上混合物；所述一元酸为苯甲酸、松香酸、六氢苯甲酸、2-乙基己酸、对叔丁基苯甲酸中的一种或两种以上混合物；所述多元酸为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、富马酸、二氯马来酸、琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、偏苯三酸酐、均苯三酸中的一种或两种以上混合物。5.如权利要求4所述的含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述水性单...

【专利技术属性】
技术研发人员：田巧，陈总达，蔡敏钊，张琪，黄必锋，封惠萍，
申请(专利权)人：广东珠江化工涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：