一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体及其制备方法。所述分散体的原料包含聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂；所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂的质量比为1:9‑1:1，优选1:5‑3:7。利用所述分散体制备的涂料，其与水性氨基树脂或水性聚氨酯交联剂配合使用所制备的漆膜具有高耐化学品性、高硬度和光泽度高的特点，可用作制备高性能环保型防护漆的成膜物。

Epoxy soybean oil modified acrylate resin dispersion and preparation method thereof

The invention relates to an epoxy soybean oil modified acrylate resin dispersion and a preparation method thereof. The dispersion of raw materials containing polyether polyol modified epoxy soybean oil and acrylic resin; the polyether polyol modified epoxy soybean oil acrylate resin and the mass ratio of 1:9 1:1, preferably 1:5 3:7. Using the dispersion prepared by coating it with water soluble amino resin or polyurethane crosslinking agent with the use of the prepared film has high chemical resistance, high hardness and high gloss characteristics, can be used as film forming material to prepare high performance environmental protection paint.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体及其制备方法
本专利技术涉及一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体，其适合在木器涂料、水性防腐蚀涂料等中作为羟基组分使用，属于工业防护涂料领域。
技术介绍
丙烯酸树脂具有耐候性好、化学稳定性好、光泽度高等优点而被广泛用于涂料领域。其中，羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯或氨基树脂配合使用被应用于双组分聚氨酯漆或氨基烤漆中，现有的木器及金属防护涂料中羟基丙烯酸树脂多为溶剂型树脂，含有50wt％以上的有机溶剂，这些溶剂不但对环境造成污染，而且会损害人体健康。随着全球范围内环保要求日趋严格，水性羟基丙烯酸树脂涂料产品得到广泛应用。水性羟基丙烯酸树脂根据合成工艺的不同分为分散体型和乳液型。其中乳液型羟基丙烯酸树脂由于含有常规小分子乳化剂或反应性乳化剂，影响所制备漆膜的最终性能。丙烯酸酯树脂分散体是采用溶液聚合方法合成含亲水羧酸盐的羟基丙烯酸树脂，然后进行分散得到，其不含乳化剂，配制的涂膜具有优异耐化学品性，但为了控制生产过程中的黏度，往往采用大量有机溶剂作为稀释剂，不利于环保。CN200510125013.2公开了一种用基于含内酯基团的化合物的活性稀释剂的聚酯-丙烯酸酯分散体，采用含内酯基团的化合物作为活性稀释剂替代有机溶剂达到降低树脂VOC的效果，但是其成本较高，且树脂中引入聚酯由于较易水解，导致长期耐性受到一定的影响。CN200510119478.7中公开了一种含有基于羟基官能化酯的反应性稀释剂的聚酯-聚丙烯酸酯分散体，该分散体引入脂肪族羧酸的缩水甘油酯与脂肪族、芳脂族或芳族羧酸的反应产物作为反应性稀释剂来降低树脂VOC含量，其脂肪族羧酸的缩水甘油酯价格较高。CN200610059596.8中公开了一种采用羟基官能聚碳酸酯多元醇作为活性稀释剂的共聚物分散体，由于聚碳酸酯制备工艺复杂，时间较长导致树脂生产效率下降，其实施例中引入ε-己内酯导致成本较高。因此，需要开发工艺简单、成本较低的新型活性稀释剂来替代有机溶剂以降低丙烯酸酯树脂分散体的VOC含量，且能够满足树脂在木器涂料、水性防腐蚀涂料等中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体，利用可再生的环氧大豆油与聚醚多元醇进行改性作为反应性稀释剂来替代有机溶剂降低树脂VOC含量。本专利技术的另一目的是提供使用该树脂组合物制备水性涂料的方法，利用该分散体制备的水性涂料具有高光泽、高丰满度、高柔韧性、耐化学品性好等特点。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体，所述分散体的原料包含活性稀释剂和丙烯酸酯树脂，其中，所述活性稀释剂为聚醚多元醇改性的环氧大豆油。所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂的质量比为1:9-1:1，优选1:5-3:7。一种制备所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油的方法，包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、酸酐和叔胺催化剂在70℃-90℃，优选80℃-85℃的条件下，反应至羟值<5mgKOH/g；(2)将步骤(1)所得产品、环氧大豆油和金属盐催化剂在氮气保护下，在120℃-135℃，优选125-130℃℃条件下，反应至酸值<1.0mgKOH/g。本专利技术所述聚醚多元醇的官能度为2-3，优选2；羟值为200-2000mgKOH/g，优选500-1000mgKOH/g；聚合单体选自环氧丙烷和/或环氧乙烷，优选环氧丙烷。本专利技术所述酸酐为琥珀酸酐和/或马来酸酐，优选琥珀酸酐。本专利技术所述叔胺催化剂选自三烷基胺类，优选三乙胺和/或三丁胺。本专利技术所述环氧大豆油的环氧值≥6.5。合适的环氧大豆油的例子如台湾长春的CPCizerB-22、唯德化工的JSWDY。本专利技术所述金属盐催化剂选自铬盐、锆盐催化剂中的一种或多种，优选乙酸铬和/或丙酸锆。本专利技术所述的制备聚醚多元醇改性的环氧大豆油的步骤(1)中各原料的用量如下，按重量份计：聚醚多元醇80-300份，优选100-250份；酸酐80-300份，优选100-250份；叔胺催化剂1-10份，优选2-8份。本专利技术所述的制备聚醚多元醇改性的环氧大豆油的步骤(2)中各原料的用量如下，按重量份计：环氧大豆油100-200份，优选120-180份；步骤(1)产品60-200份，优选80-150份；金属盐催化剂1.6-4份，优选2-3.3份。以琥珀酸酐、聚醚多元醇为原料制备聚醚多元醇改性的环氧大豆油为例，其反应式为：本专利技术所述的丙烯酸酯树脂的制备包含以下原料：(甲基)丙烯酸烷基酯和/或乙烯基单体、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(烷基)丙烯酸、引发剂、中和剂和任选的链转移剂。本专利技术所述的制备丙烯酸酯树脂的原料用量如下，按重量份计：本专利技术所述(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的碳原子数为1-20，合适的(甲基)丙烯酸烷基酯的例子包括但不限于(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异辛脂、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸乙酯等中的一种或多种，优选甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛脂中的一种或多种。本专利技术所述乙烯基单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和醋酸乙烯酯等中的一种或多种，优选苯乙烯。本专利技术所述(甲基)丙烯酸羟烷基酯的羟烷基的碳原子数为1-20，合适的(甲基)丙烯酸羟烷基酯的例子包括但不限于(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯和(甲基)丙烯酸羟丁酯等中的一种或多种，优选(甲基)丙烯酸羟乙酯。本专利技术所述(烷基)丙烯酸的烷基的碳原子数为1-20，合适的(烷基)丙烯酸的例子包括但不限于(甲基)丙烯酸、衣康酸、十八烯酸和马来酸等中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或多种，更优选丙烯酸。本专利技术所述中和剂为碱性化合物，包括但不限于三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、AMP-95、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠和氢氧化钾等中的一种或多种，优选N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺中的一种或多种，更优选N,N-二甲基乙醇胺。本专利技术所述的链转移剂包括但不限于正十二烷基硫醇、3-巯基丙酸异辛酯和α-甲基苯乙烯二聚体等的一种或多种，优选α-甲基苯乙烯二聚体。本专利技术所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基和过氧化二叔戊基中的一种或多种，优选过氧化二叔丁基。一种环氧大豆油改性丙烯酸酯树脂分散体的制备方法，包括以下步骤：按照比例，(a)将(甲基)丙烯酸烷基酯和/或乙烯基单体、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(烷基)丙烯酸、引发剂、任选的链转移剂混合均匀，滴加至温度为130℃-145℃的聚醚多元醇改性的环氧大豆油，并保温；(b)降温，加入中和剂进行中和(中和度为80％-120％)；(c)向步骤(b)所得产物中加水进行分散，即得环氧大豆油改性丙烯酸酯树脂分散体。本专利技术所述的分散体的制备方法中，所述步骤(a)中滴加的时间为2-6小时，优选为3-5小时；保温时间为1-2小时。本专利技术所述的环氧大豆油改性丙烯酸酯树脂中丙烯酸酯树脂部分的羟值为45-110mgKOH/g，优选50-100mgKOH/g；酸值为45-150mgKOH/g，优选70-120mgKOH/g。本专利技术所述分散体中聚醚多元醇改性的环氧大豆油(活性稀释剂)占所述分散体固体份的比例为10-50wt％，优选16.67-30wt％。本专利技术所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体，所述分散体的原料包含聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂；所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂的质量比为1:9‑1:1，优选1:5‑3:7。

【技术特征摘要】
1.一种环氧大豆油改性的丙烯酸酯树脂分散体，所述分散体的原料包含聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂；所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油和丙烯酸酯树脂的质量比为1:9-1:1，优选1:5-3:7。2.根据权利要求1所述的分散体，其特征在于，所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、酸酐和叔胺催化剂在70℃-90℃，优选80℃-85℃的条件下，反应至羟值<5mgKOH/g；(2)将步骤(1)所得产品、环氧大豆油和金属盐催化剂在氮气保护下，在120℃-135℃，优选125-130℃条件下，反应至酸值<1.0mgKOH/g。3.根据权利要求1或2所述的分散体，其特征在于，所述聚醚多元醇的官能度为2-3，优选2；羟值为200-2000mgKOH/g，优选500-1000mgKOH/g，聚合单体选自环氧丙烷和/或环氧乙烷，优选环氧丙烷。4.根据权利要求2或3所述的分散体，其特征在于，所述酸酐为琥珀酸酐和/或马来酸酐，优选琥珀酸酐。5.根据权利要求1-4任一项所述的分散体，其特征在于，所述环氧大豆油的环氧值≥6.5。6.根据权利要求2-5任一项所述的分散体，其特征在于，所述聚醚多元醇改性的环氧大豆油的制备方法中所述步骤(1)中各原料的用量如下，按重量份计：聚醚多元醇80-300份，优选100-250份；酸酐80-300份，优选100-250份；叔胺催化剂1-10份，优选2-8份；所述步骤(2)中各原料的用量如下，按重量份计：环氧大豆油100-200份，优选120-180份；步骤(1)所得产品60-200份，优选80-150份；金属盐催化剂1.6-4份，优选2-3.3份。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琴花，韩强，鞠昌迅，刘斌，王竞辉，黎源，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37