改性环氧树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种改性环氧树脂及其制备方法和应用。所述改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：在保护气氛下，将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应，得到酸值小于或等于5mgKOH/g的一次酯化物；将所述一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应，得到酸值为10mgKOH/g

【技术实现步骤摘要】
改性环氧树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化工水性涂料
，特别是涉及一种改性环氧树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂是分子结构中含有2个或2个以上环氧官能团并在一定条件下能形成三维网状固化物的化合物，其种类丰富、价格低廉、理化性能优异，表现出良好的力学性能、附着力、耐热性、稳定性及抗化学药品性等优势。因此，环氧树脂在防腐涂料领域中具有较大的应用市场，尤其适用于油槽、油轮、飞机油箱的内壁衬里以及化工厂地坪等。但是，环氧树脂具有耐老化性能差等问题，严重限制了其应用。当环氧树脂涂层固化后在户外经长期日晒，受光照影响下，芳香醚键容易发生降解断链，使涂层出现失光、黄变、粉化等问题，从而导致涂层失效。
[0003]在传统方法中，选择将环氧树脂与氧化锌、氧化硅、氧化钛等无机稳定剂或者紫外吸收剂共混制备成复合材料，可以改善环氧树脂的耐老化性能。但是，将无机稳定剂与环氧树脂共混制备的复合材料分散性较差，而紫外吸收剂易挥发、与环氧树脂相溶性差，导致涂料的表干速度降低、涂层的初期耐水性较差，难以满足工业涂料快干、涂层初期耐水等需求。此外利用传统的制备工艺，将水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类等有机紫外线吸收剂引入环氧树脂结构中，会破坏其紫外吸收结构，从而难以实现较高的紫外吸收效果。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种改性环氧树脂及其制备方法和应用；该制备方法获得的改性环氧树脂用于涂料中，可使涂料的耐老化性能优异，并且表干速度快、耐水性良好。/>[0005]一种改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0006]在保护气氛下，将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应，得到酸值小于或等于5mgKOH/g的一次酯化物；
[0007]将所述一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应，得到酸值为10mgKOH/g
‑
15mgKOH/g的二次酯化物；
[0008]将所述二次酯化物、丙烯酸、丙烯酸酯类共聚物组成单体、引发剂与溶剂混合进行反应，得到接枝产物；以及
[0009]将所述接枝产物与中和剂进行反应，得到改性环氧树脂。
[0010]在其中一个实施例中，所述羟基邻苯二甲酸酐选自3,4
‑
二羟基邻苯二甲酸酐、3
‑
羟基邻苯二甲酸酐中的至少一种；
[0011]及/或，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种。
[0012]在其中一个实施例中，所述丙烯酸酯类共聚物组成单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺中的至少一种。
[0013]在其中一个实施例中，所述将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应的过程中，所述环氧树脂中环氧基与所述植物油酸中羧基的摩尔比为1.5:1
‑
2.5:1。
[0014]在其中一个实施例中，所述将一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应的过程中，所述一次酯化物中羟基与所述羟基邻苯二甲酸酐中酸酐基团的摩尔比为1:1
‑
1:3。
[0015]在其中一个实施例中，所述将二次酯化物、丙烯酸、丙烯酸酯类共聚物组成单体、引发剂与溶剂混合进行反应的过程中，所述二次酯化物与所述丙烯酸、所述丙烯酸酯类共聚物组成单体的质量比为(50
‑
80):(3
‑
10):(8
‑
30)。
[0016]在其中一个实施例中，所述将接枝产物与中和剂进行反应的过程中，所述中和剂中胺基与所述接枝产物中羧基的摩尔比为1:1
‑
1:1.3。
[0017]在其中一个实施例中，所述将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应的温度为100℃
‑
220℃；
[0018]及/或，所述将一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应的温度为180℃
‑
190℃；
[0019]及/或，所述将二次酯化物、丙烯酸、丙烯酸酯类共聚物组成单体、引发剂与溶剂混合进行反应的温度为112℃
‑
125℃；
[0020]及/或，所述将接枝产物与中和剂进行反应的温度为70℃
‑
73℃。
[0021]一种如上所述的改性环氧树脂的制备方法制备得到的改性环氧树脂。
[0022]一种如上所述的改性环氧树脂在涂料中的应用。
[0023]本专利技术的制备方法中，利用植物油酸和环氧树脂开环酯化，一方面，可以生成羟基，与羟基邻苯二甲酸酐进行键接，在不破坏羟基邻苯二甲酸酐的紫外光吸收结构的基础上，将邻位羟基苯甲酸结构引入到环氧树脂中，从而提高了改性环氧树脂的紫外光吸收能力，有利于增强改性环氧树脂的耐老化性能；另一方面，由于二次酯化物保留了植物油酸的不饱和长链，使得丙烯酸和丙烯酸酯类共聚物组成单体能够接枝于二次酯化物上，使环氧树脂水性化的同时，在改性环氧树脂的分子结构中引入丙烯酸树脂的分子结构，不仅能够与邻位羟基苯甲酸结构协同增强改性环氧树脂的耐老化性能，而且有利于提高改性环氧树脂的表干速度，从而使改性环氧树脂具有优异的综合性能。
[0024]因此，将改性环氧树脂用于涂料中，能够使涂料具有优异的耐老化性能，并且表干速度快、耐水性良好，可以满足工业涂料高综合性能的要求。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更详细的描述。但是，应当理解，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0027]本专利技术提供一种改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0028]S1，在保护气氛下，将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应，得到酸值小于或等于5mgKOH/g的一次酯化物；
[0029]S2，将所述一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应，得到酸值为10mgKOH/g
‑
15mgKOH/g的二次酯化物；
[0030]S3，将所述二次酯化物、丙烯酸、丙烯酸酯类共聚物组成单体、引发剂与溶剂混合进行反应，得到接枝产物；以及
[0031]S4，将所述接枝产物与中和剂进行反应，得到改性环氧树脂。
[0032]步骤S1中，在催化剂的作用下，利用开环酯化反应，使环氧树脂中的环氧基三元环在醚键处开环，开环后一侧端基与植物油酸中的羧基反应形成酯键，另一侧端基形成羟基，使一次酯化物具有丰富的活性羟基。
[0033]为了使环氧树脂在开环酯化反应中充分反应，从而使环氧基三元环能够转化完全，可以调控植物油酸与环氧树脂的种类和用量。
[0034]在一些实施方式中，所述将植物油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在保护气氛下，将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应，得到酸值小于或等于5mgKOH/g的一次酯化物；将所述一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应，得到酸值为10mgKOH/g
‑
15mgKOH/g的二次酯化物；将所述二次酯化物、丙烯酸、丙烯酸酯类共聚物组成单体、引发剂与溶剂混合进行反应，得到接枝产物；以及将所述接枝产物与中和剂进行反应，得到改性环氧树脂。2.根据权利要求1所述的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述羟基邻苯二甲酸酐选自3,4
‑
二羟基邻苯二甲酸酐、3
‑
羟基邻苯二甲酸酐中的至少一种；及/或，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类共聚物组成单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述将植物油酸、环氧树脂与催化剂混合进行反应的过程中，所述环氧树脂中环氧基与所述植物油酸中羧基的摩尔比为1.5:1
‑
2.5:1。5.根据权利要求1所述的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述将所述一次酯化物与羟基邻苯二甲酸酐进行反应的过程中，所述一次酯化物中羟基与所述羟基邻苯二甲酸酐中酸酐基团的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：董强，张信，路超，吴勇，叶卫武，杨帆，李金玲，陈萍，
申请(专利权)人：浙江传化涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：