一种水性耐高温树脂及制备方法技术

本发明专利技术属于高分子树脂及涂料化工领域，具体涉及一种水性耐高温树脂，其由20~40wt%的多元酸和/或其酸酐、20~40wt%的多元醇和/或多元胺、4~10wt%的亲水单体、2~5wt%的催化剂和10~54wt%的有机硅中间体制备而成，所述多元酸为1~20个碳的多元酸中的至少一种，所述多元醇为1~20个碳的多元醇中的至少一种，所述多元胺为1~20个碳的多元胺中的至少一种，所述亲水单体为2，2-二羟甲基丙酸和/或2，2-二羟甲基丁酸，所述水性耐高温树脂的羟值为10~100mgKOH/g，酸值为0~10mgKOH/g。本发明专利技术还公开了水性耐高温树脂的制备方法。本发明专利技术的水性耐高温树脂在250~350℃范围内色差和失光变化小，主要应用于水性不粘涂料以及烤箱烤炉涂料等。

【技术实现步骤摘要】
一种水性耐高温树脂及制备方法
本专利技术属于高分子树脂及涂料化工领域，具体涉及一种水性耐高温树脂及制备方法。
技术介绍
耐高温涂料指能长期承受200℃以上温度，并能保持一定物理化学性能，使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。在高温条件下，一般涂料会发生降解和炭化作用，导致涂层破坏，起不到保护作用，而耐高温涂料具有在高温条件下仍能保持一定物理化学性能的特点，使内部工件耐高温，从而延长其使用寿命，起到保护和装饰的作用。随着现代工业尖端技术的发展，目前常用的合金钢、耐热钢等金属材料不能满足发展的要求，因温度过高产生蠕变，或因高温气流的作用过快的腐蚀成片剥落，使用寿命缩短。为了消除或延缓这种现象的发生，并提高使用寿命，常常采用在金属材料表面或其它材料表面涂敷各种涂料。因此，耐高温涂料的应用不断扩大，例如电厂燃料在燃烧及排放过程中发生高温氧化，使用高温涂料可以较少或避免停产检修及事故的发生，保证发电能力。此外石化、航空、造船等工业部门都存在高温氧化问题，高温腐蚀现象特别严重，都需要采取必要措施确保设备长期使用。所以人们对该种涂料的需求也越来越强烈，用量也日益增长。而涂料水性化是涂料行业未来发展的大趋势，也是“十二五”规划中的可持续发展材料。传统有机树脂如醇酸、聚酯、丙烯酸、聚氨酯和环氧等已实现水性化，但在耐高温涂料领域，目前已经商业化的产品不多，如瓦克化学的MP50E、MPF52E等，均为有机硅树脂乳液，但成本高昂，推广困难。因此，市场上急需一种成本适中且兼具优异理化性能以及耐热性的水性耐高温树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种成本适中、兼具优异理化性能的水性耐高温树脂。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水性耐高温树脂，其由20~40wt%的多元酸和/或其酸酐、20~40wt%的多元醇和/或多元胺、4~10wt%的亲水单体、2~5wt%的催化剂和10~54wt%的有机硅中间体制备而成。进一步地，所述多元酸为1~20个碳的多元酸中的至少一种。进一步地，所述多元酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四甲酸、1，4-环己烷二甲酸、马来酸、富马酸、丁二酸、己二酸、7~16个碳的烃基二元酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。进一步地，所述多元醇为1~20个碳的多元醇中的至少一种。进一步地，所述多元胺为1~20个碳的多元胺中的至少一种。进一步地，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇和TCD二醇中的至少一种。进一步地，所述多元胺为二氨基苯醚、乙二胺、丙二胺、丁二胺、1，6-己二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和TCD二胺中的至少一种。进一步地，所述多元醇和/或多元胺还可以是结构式为的化合物，其中，R1、R2为甲基或苯基，R为1~20个碳原子、且含羟基或氨基的烃基取代基，n=1~20。进一步地，所述亲水单体为2，2-二羟甲基丙酸和/或2，2-二羟甲基丁酸。进一步地，所述催化剂为单丁基氧化锡、氯化锡、双丁基氧化锡或双辛基氧化锡。进一步地，所述有机硅中间体的结构通式为，其中，R1、R2、R3选自甲基、乙基、苯基、乙烯基或氢原子，R4、R5、R6、R7选自甲基、乙基、丙基或苯基，a+b+c+d=1，0≤a<0.25，0.25≤b<1，0.4≤c<1，0≤d<0.1。进一步地，所述有机硅中间体的活性基团为烷氧基或者羟基，活性基团的含量占有机硅中间体的3~20wt%。进一步地，所述水性耐高温树脂的羟值为10~100mgKOH/g，酸值为0~10mgKOH/g。一种上述水性耐高温树脂的制备方法，将多元酸和/或其酸酐、多元醇和/或多元胺、亲水单体和催化剂混合后在200~250℃反应至体系透明，然后滴加有机硅中间体，降温至150~190℃反应至分水器中无产物分出，冷却出料，将产物粉碎后，加入水中，用三乙胺中和至pH为7~8，利用分散设备制备得到水性耐高温树脂。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术的水性耐高温树脂属于水性环保体系，整个制备过程完全不用溶剂，对环境友好；（2）本专利技术的水性耐高温树脂为固体状，便于运输和储存；（3）目前市场上的缺少水性耐高温树脂体系，少量的产品为有机硅树脂的乳化产品，本专利技术的水性耐高温树脂可直接分散或溶于水中，不使用外加乳化剂；（4）本专利技术的水性耐高温树脂使用温度范围为250~350℃，主要应用于水性不粘涂料以及此温度范围内的烤箱烤炉涂料等，目前市场上暂无类似产品；（5）本专利技术的水性耐高温树脂在250~350℃范围内色差和失光变化小。本专利技术产品为固体状，在使用过程中，根据不同的亲水基含量，可利用分散技术或者直接溶于水的方式进行水性化。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明：以下实施例的水性耐高温树脂的固含量可根据需要进行调整，实施例中使用的有机硅中间体的结构式及活性基团含量如表1所示：表1本专利技术实施例所用的有机硅中间体结构式活性基团含量有机硅中间体A甲氧基含量18%有机硅中间体B甲氧基含量15%有机硅中间体C羟基含量5%有机硅中间体D甲氧基含量18%有机硅中间体E甲氧基含量12%有机硅中间体F乙氧基含量20%有机硅中间体G羟基含量7%有机硅中间体H甲氧基含量16%有机硅中间体I羟基含量5%有机硅中间体J甲氧基含量15%有机硅中间体K甲氧基含量12%有机硅中间体L羟基基含量3%有机硅中间体M羟基基含量5%有机硅中间体N甲氧基含量17%实施例中的WACKERIM11指结构式为的化合物。实施例1将20wt%间苯二甲酸、15wt%新戊二醇、5wt%三羟甲基乙烷、4.8wt%2，2-二羟甲基丙酸和2.6wt%单丁基氧化锡混合后在205℃反应至体系透明，然后滴加52.6wt%有机硅中间体A，降温至155℃反应至分水器中无产物分出，降温冷却出料，产物羟值为73.5mgKOH/g，酸值为6.7mgKOH/g，将产物用粉碎机粉碎后，加入水中，用三乙胺中和至pH为7~8，利用分散设备制备得到50%固含量的水性耐高温树脂。实施例2将25wt%己二酸、20wt%1，4-环己烷二甲醇、8wt%三羟甲基丙烷、6wt%2，2-二羟甲基丁酸和2wt%氯化锡混合后在210℃反应至体系透明，然后滴加39wt%有机硅中间体B，降温至180℃反应至分水器中无产物分出，降温冷却出料，产物羟值为85.6mgKOH/g，酸值为8.7mgKOH/g，将产物用粉碎机粉碎后，加入水中，用三乙胺中和至pH为7~8，利用分散设备制备得到50%固含量的水性耐高温树脂。实施例3将30wt%对苯二甲酸、15wt%1，4-丁二醇、5%TCD二醇、7.5wt%三羟甲基丙烷、8wt%2，2-二羟甲基丁酸和3wt%双丁基氧化锡混合后在230℃反应至体系透明，然后滴加31.5wt%有机硅中间体C，降温至175℃反应至分水器中无产物分出，降温冷却出料，产物羟值为27.6mgKOH/g，酸值为7.5mgKOH/g，将产物用粉碎机粉碎后，加入水中，用三乙胺中和至pH为7~8，利用分散设备制备得到50%固含量的水性耐高温树脂。实施例4将20wt%丁二酸、20wt%对苯二甲酸、15wt%新戊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性耐高温树脂，其特征在于，其由20~40wt%的多元酸和/或其酸酐、20~40wt%的多元醇和/或多元胺、4~10wt%的亲水单体、2~5wt%的催化剂和10~54wt%的有机硅中间体制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种水性耐高温树脂，其特征在于，将25wt％1，4-环己烷二甲酸、5wt％间苯二甲酸、15wt％WACKERIM11、10wt％TCD二醇、10wt％2，2-二羟甲基丙酸和5wt％氯化锡混合后在235℃反应至体系透明，然后滴加30wt％有机硅中间体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小峰，栾焕光，王淦，
申请(专利权)人：吴小峰，中山科邦化工材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44