一种水性妥尔油醇酸树脂乳液及其制备方法技术

技术编号:14176195 阅读:172 留言:0更新日期:2016-12-13 04:52
一种水性妥尔油醇酸树脂乳液及其制备方法,该水性醇酸树脂选用造纸废液中提取的妥尔油为原料,制备过程包括:(1)采用妥尔油与二乙醇胺反应,制得妥尔油二乙醇酰胺;(2)采用妥尔油二乙醇酰胺和带有磺酸基团的二元酸与二元醇反应制备聚酯中间体;(3)将聚酯中间体、植物油、脂肪酸、多元醇、多元酸反应,然后加去离子水分散,制备醇酸树脂水分散体;本发明专利技术不仅有效利用了从造纸废液中提取的妥尔油,而且还拓宽了妥尔油的应用领域。

A tall water alkyd resin emulsion and preparation method thereof

A tall water alkyd resin emulsion and preparation method thereof, the waterborne alkyd resin selected tall oil extraction in papermaking wastewater as raw material, the preparation process includes: (1) the response of tall oil and two ethanol, two ethanol prepared tallol amide; (2) the production of polyester intermediate with tall oil amide and two ethanol with sulfonic acid groups of dibasic acid and dihydric alcohol reaction system; (3) the polyester intermediate, vegetable oil, fatty acid, polyol, polybasic acid reaction, then adding deionized water dispersion, preparation of alkyd resin dispersions; the invention not only effective use of extraction from in pulping waste liquor tall oil, but also expand the application field of tall oil.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工材料领域,具体涉及到一种水性妥尔油醇酸树脂乳液及其制备方法
技术介绍
传统的溶剂型涂料对有机溶剂的使用大,对环境污染严重,而且对石油的消耗量大,成本高昂,排放的气体对人体有害;近十年来,随着水性涂料的性能逐渐追上溶剂型涂料,其在涂料领域的应用日益扩大,逐渐替代了不少惯用的溶剂型涂料。随着各国对挥发性有机化合物的限制越来越严格,以及树脂、配方的优化和适用助剂的开发,水性涂料在金属防锈涂料、家庭装饰涂料、建筑涂料的市场份额将不断提高,加脂剂在制革化工产品中占据举足轻重的地位。多元醇和多元酸通过缩聚反应所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基,这种聚合物称为聚酯,将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂。
技术实现思路
为了解决以上技术问题,本专利技术的目的在于提供一种水性妥尔油醇酸树脂乳液及其制备方法,可以丰富醇酸树脂的种类,具有漆膜附着力好、光亮、丰满度高等特点。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种水性妥尔油醇酸树脂乳液,是固含量为30wt%~60wt%、粘度为600mPa·s~2000mPa·s的醇酸树脂乳液。一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,包括以下步骤:步骤(1):制备妥尔油二乙醇胺;称取妥尔油于反应瓶中,惰性气体保护,加热至140~160℃,然后按二乙醇胺与妥尔油摩尔比1:1~1:2的比例,加入二乙醇胺使其与妥尔油进行反应,得到的产物减压蒸馏除去反应中生成的水,制得妥尔油二乙醇胺;步骤(2):制备聚酯中间体;将带有磺酸盐基团的二元羧酸与步骤(1)中得到的妥尔油二乙醇胺、一定量的二元醇、去离子水和酸催化剂加入到反应容器中,通入氮气加热反应,反应温度在140~200℃,反应时间5~10小时,制得聚酯中间体;步骤(3):制备醇酸树脂水分散体;在反应器中按质量份数加入步骤(2)中得到的聚酯中间体30~40份、植物油20~30份、多元醇10~20份、多元酸或酸酐10~20份和酸催化剂0.01~0.05份,通氮气升温,控制反应温度在120℃~230℃,反应6~10小时,直到酸值降至10mgKOH/g以下,停止反应;然后降温出料,得妥尔油醇酸树脂;将妥尔油醇酸树脂加入去离子水,高速搅拌得到固含量为30wt%~60wt%妥尔油醇酸树脂乳液。所述的步骤(2)中妥尔油二乙醇酰胺、二元醇中的二醇,与带有磺酸基团的二元羧酸的摩尔比为2~5:1,去离子水用量为反应原料总质量的10wt%~20wt%,酸催化剂的量为反应原料总质量的0.05wt%~0.1wt%;所述的反应原料的总质量为醇与酸的总质量。所述步骤(1)中所述制得妥尔油二乙醇酰胺可以采用二乙醇胺或三乙醇胺与妥尔油反应。该反应过程中会有少量的酯生成,但生成的酯对水性醇酸树脂性能影响不大;因为醇酸树脂主要是由多元醇与多元酸形成的聚酯,所以该反应生成少量的酯,对聚酯产品没有负面影响。所述步骤(2)中所述带有磺酸盐基团的二元羧酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸、二羧基萘或二苯基二羧酸;所述的步骤(2)中的酸催化剂为二丁基二月桂酸锡。所述步骤(2)中所述二元醇为乙二醇、丙二醇、戊二醇、丁二醇。所述的步骤(2)和步骤(3)中所述的酸催化剂选自下列有机锡类化合物中的一种:单丁基氧化锡,二丁基氧化锡,二丁基氧化锡氯化物,二丁基二月桂酸锡,二丁基二乙酸锡或单丁基三氯化锡。所述的步骤(3)中所述的多元酸或酸酐为以下多元酸或酸酐中的一种或两种:邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、间苯二甲酸,偏苯三甲酸酐、对苯二甲酸,己二酸,顺丁烯二酸,顺丁烯二酸酐;所述多元醇为以下多元醇中的一种或两种:季戊四醇,三羟甲基丙烷,丙三醇和三羟甲基乙烷。所述的步骤(3)中所述的植物油为妥尔油、亚麻油、豆油。本专利技术的有益效果:本专利技术相比于传统的溶剂型涂料,大大减少了对有机溶剂的使用,不仅顺应了时代对环境保护的要求,而且进一步降低了对石油的消耗,既节约了成本,又减少了因大量VOCs的排放对人体的伤害;本专利技术有效利用了从造纸废液中提取的妥尔油,而且还拓宽了妥尔油的应用领域;本专利技术具有漆膜附着力好、光亮、丰满度高等特点,且其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化大、工艺简单、方便化学改性且具有很好的施工性,综合性能优异,符合社会可持续发展的要求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例一一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,包括下述步骤:步骤一:制备妥尔油二乙醇胺;称取妥尔油于反应瓶中,惰性气体保护,加热至160℃,然后按二乙醇胺与妥尔油摩尔比1:1的比例,加入二乙醇胺使其与妥尔油进行反应,产物减压蒸馏除去反应中生成的水,制得妥尔油二乙醇胺;步骤二:制备聚酯中间体;将间苯二甲酸-5-磺酸钠、步骤一中得到的妥尔油二乙醇胺、乙二醇、去离子水和二丁基二月桂酸锡加入到反应容器中,通入氮气加热反应,反应温度200℃,反应时间6.5小时,制得聚酯中间体;妥尔油二乙醇酰胺和乙二醇中的二醇与间苯二甲酸-5-磺酸钠的二元羧酸摩尔比为3:1,去离子水用量为反应原料总质量的10wt%,酸催化剂二丁基二月桂酸锡的量为反应原料总质量的0.05wt%;所述的反应原料的总质量为醇与酸的总质量;步骤三:制备醇酸树脂水分散体;在反应器中按质量份数加入步骤二中得到的聚酯中间体40份、亚麻油30份、三羟甲基丙烷10份、邻苯二甲酸酐20份和二丁基二月桂酸锡0.01份,通氮气升温,控制反应温度在160℃,反应6小时,直到酸值降至10mgKOH/g以下,停止反应;然后降温出料,得妥尔油醇酸树脂;将上述醇酸树脂加入去离子水,高速搅拌得到固含量为50wt%的醇酸树脂乳液。实施例二一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,包括下述步骤:步骤一:制备妥尔油二乙醇胺;称取妥尔油于反应瓶中,惰性气体保护,加热至150℃,然后按二乙醇胺与妥尔油摩尔比1:1.5的比例,加入二乙醇胺使其与妥尔油进行反应,产物减压蒸馏除去反应中生成的水,制得妥尔油二乙醇胺;步骤二:制备聚酯中间体;将间苯二甲酸-5-磺酸钠、步骤一中得到的妥尔油二乙醇胺、一定量的戊二醇、去离子水和二丁基二月桂酸锡加入到反应容器中,通入氮气加热反应,反应温度在170℃,反应时间7小时,制得聚酯中间体;妥尔油二乙醇酰胺和戊二醇中的二醇与间苯二甲酸-5-磺酸钠的二元羧酸摩尔比为3:1,去离子水用量为去离子水用量为反应原料总质量的15wt%,酸催化剂二丁基二月桂酸锡的量为反应原料总质量的0.08wt%;所述的反应原料的总质量为醇与酸的总质量;步骤三:制备醇酸树脂水分散体;在反应器中按质量份数加入步骤二中得到的聚酯中间体35份、豆油25、季戊四醇20份、顺丁烯二酸酐20份和酸催化剂0.05份,通氮气升温,控制反应温度在200℃,反应6小时,直到酸值降至10mgKOH/g以下,停止反应;然后降温出料,得妥尔油醇酸树脂;将上述醇酸树脂加入去离子水,高速搅拌得到固含量为60wt%的醇酸树脂乳液。实施例三一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,包括下述步骤:步骤一:制备妥尔油二乙醇胺;称取妥尔油于反应瓶中,惰性气体保护,加热至140℃,然后按二乙醇胺与妥尔油摩尔比1:1.25的比例,加入二乙醇胺使其与妥尔油进行反应,产物减压蒸馏除去反应中生成的水,制得妥尔油二乙醇胺;步骤二:制备聚酯中间体;将对苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性妥尔油醇酸树脂乳液,其特征在于,是固含量为30wt%~60wt%、粘度为600mPa·s~2000mPa·s的醇酸树脂乳液。

【技术特征摘要】
1.一种水性妥尔油醇酸树脂乳液,其特征在于,是固含量为30wt%~60wt%、粘度为600mPa·s~2000mPa·s的醇酸树脂乳液。2.基于权利要求1所述的一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1):制备妥尔油二乙醇胺;称取妥尔油于反应瓶中,惰性气体保护,加热至140~160℃,然后按二乙醇胺与妥尔油摩尔比1:1~1:2的比例,加入二乙醇胺使其与妥尔油进行反应,得到的产物减压蒸馏除去反应中生成的水,制得妥尔油二乙醇胺;步骤(2):制备聚酯中间体;将带有磺酸盐基团的二元羧酸与步骤(1)中得到的妥尔油二乙醇胺、一定量的二元醇、去离子水和酸催化剂加入到反应容器中,通入氮气加热反应,反应温度在140~200℃,反应时间5~10小时,制得聚酯中间体;步骤(3):制备醇酸树脂水分散体;在反应器中按质量份数加入步骤(2)中得到的聚酯中间体30~40份、植物油20~30份、多元醇10~20份、多元酸或酸酐10~20份和酸催化剂0.01~0.05份,通氮气升温,控制反应温度在120℃~230℃,反应6~10小时,直到酸值降至10mgKOH/g以下,停止反应;然后降温出料,得妥尔油醇酸树脂;将妥尔油醇酸树脂加入去离子水,高速搅拌得到固含量为30wt%~60wt%妥尔油醇酸树脂乳液。3.根据权利要求2所述的一种水性妥尔油醇酸树脂乳液的制备方法,其特征在于,步骤(2)中妥尔油二乙醇酰胺、二元醇中的二醇,与带有磺酸基团的二元羧酸的摩尔比为2~5:1,去离子水用...

【专利技术属性】
技术研发人员:任龙芳孙燕情强涛涛
申请(专利权)人:陕西科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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