脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种涂料助剂脲－异丁醛－甲醛共聚树脂的制备方法，包括将脲加入到异丁醛中，逐渐滴加催化剂，至ｐＨ值达到２－４，在４０－９０℃下搅拌２－８ｈ；依次加入甲醛，异丁醛，再加入催化剂，至ｐＨ值达到１－３，在４０－９０℃下搅拌２－８ｈ；加入有机溶剂，搅拌后静置分层，去除下层水相；在温度为４０－８０℃下，用去离子水洗；真空蒸发去除小分子物质，得到脲－异丁醛－甲醛共聚树脂。制备的树脂与溶剂相溶性好，溶液粘度低，能够有效提高涂料／油墨的抗黄变性、附着力，光泽，硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂料/油墨助剂
，更具体地说，涉及一种用作涂料/油墨助剂的脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法。
技术介绍
涂料/油墨助剂是涂料/油墨产品中的一类重要组成材料，尽管它们在涂料/油墨中的用量不大，却对提高和改善涂料/油墨涂膜的性能起到十分关键的作用，因此越来越受到业界人士的重视，在某些产品中甚至已到了离不开它们的程度。目前许多涂料/油墨生产厂商都纷纷把配方中助剂的应用作为本公司产品的技术诀窍和技术秘密。涂料/油墨助剂的应用水平，已成为衡量涂料/油墨生产技术水平的标志之一。涂料/油墨涂膜的附着力，抗黄变性，硬度，丰满度，光泽都是衡量涂料/油墨涂膜性能的重要指标，一般用来提高这一类指标的助剂为分子结构中含有羰基、端基为羟基的一类聚合物，其软化点在80-120度左右；由于这一类聚合物中羰基的存在使其具有良好的相容性；端羟基能够增强其与颜、填料以及极性基材的亲和力，使涂膜性能得以提高，并且羟基具有活性使其能够部分参与成膜固化，提高涂膜的耐久性能；因此这一类聚合物作为涂料/油墨的多功能助剂，受到人们的普遍重视。目前使用较多的是环己酮-甲醛树脂，它是环己酮和甲醛在碱的催化作用下缩聚而成的含有羰基、端基为羟基的聚合物。这种树脂具有与其它树脂良好的相容性，在涂料、油墨中应用时，可以有效提高其光泽、附着力、硬度等性能，如林杨等申请的中国专利CN1281867A“一种酮醛树脂的制造方法”和胡学武等申请的中国专利CN1397574A“一种环己酮-甲醛树脂的生产方法”专利技术的方法制备的产物就是这一类树脂。另外用其它酮类，如取代环己酮(3，3，5-三甲基环己酮)，苯乙酮、4-叔丁基环己酮等与甲醛进行反应得到的酮醛树脂，其与溶剂的相溶性较环己酮-甲醛树脂更好，如希尔斯公司在中国申请的专利CN1112571A“相溶性宽的酮醛树脂，其制备方法和应用所描述的树脂”。但是，这一类树脂由于其分子结构的原因，在贮存与使用过程中，会逐渐黄变，限制了其应用范围。氨基树脂色泽浅，抗黄变性能优异，传统的氨基树脂在涂料中使用已经有了很长的历史，其合成方法是用含氨基的化合物，如脲、三聚氰胺和甲醛反应后再经过醚化而得到氨基树脂。而丁醛与甲醛相比，在物理化学性质上有很多不同，用丁醛或者异丁醛替代或者部分替代甲醛来合成聚合物，得到的产物具有不同的性能。如Petersen等申请的US Patent4276209“Co-condensates based on phenol-butyraldehyde resins，their preparation and theiruse”和Nieberle等申请的US Patent 4395535“Process for the manufacture ofphenol-isobutyraldehyde condensation products”中报道了异丁醛和苯酚在酸催化下，制备出热塑性的树脂产物，该产物可以用作热熔胶粘剂和用作无纺布的粘接剂，Pusch申请的US Patent 4102840“Process for the manufacture of Urea HCHO Isobutyraldehydecondensation products and compositions thereof”报道了一种用异丁醛，脲与甲醛在酸性条件下共缩聚而成的一种聚合物，该聚合物经过醚化处理后可以用来作为织物防皱剂。本专利技术描述的制备方法制备的脲-异丁醛-甲醛树脂是一种非醚化、油溶性氨基树脂，其耐气候性能、抗黄变性能优良。它是用脲、异丁醛和甲醛在催化剂的作用下得到共聚的树脂产物，端基为羟基，树脂分子结构中，含有胺基与羰基，能够有效提高涂料的附着力、抗黄变性、硬度、光泽等；另外，其树脂颜色浅，与各种树脂和溶剂的相容性好，因此在涂料/油墨行业将得到非常广泛的应用。不但能够用来作为涂料/油墨的色料分散剂，还可以增加涂料、油墨的附着力、光泽及硬度，有效地提高涂料/油墨的耐候性能与抗黄变性能，在涂料/油墨行业中有着较大的市场前景。另外，异丁醛是大型乙烯联合化工装置中丙烯经羰基合成丁、辛醇的副产物，国内一套生产能力为30万吨/年的乙烯联合化工装置，每年可副产异丁醛1万吨左右。2005年，我国乙烯的年产量已经突破600万吨，异丁醛产量达到20万吨以上。而异丁醛作为一种石油化工的副产品，却没有能够得到很好的利用，以前当废物烧掉；近年来，尽管有很多研究人员在开发异丁醛的下游产品方面进行了大量的研究工作，但是有的工艺复杂，不易产业化，有的附加价值低，开发意义不大。而利用异丁醛合成脲-异丁醛-甲醛树脂，不但得到了较高附加价值的树脂产品，满足涂料/油墨行业对助剂的需求，也为异丁醛的增值找到了更好的途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前用于涂料/油墨通用色浆、改善涂料/油墨的性能的树脂存在的问题，提供一种涂料多功能助剂脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法。制备得到的树脂是一种非醚化、油溶性固体氨基树脂。该树脂具有优良的耐气候性，抗黄变性，树脂颜色浅，与其它涂料用树脂相容性能好。可用作制造涂料/油墨通用色浆，还可以用来提高涂料/油墨的快干性，改善流动性，有效提高涂料/油墨的固体份含量，提高涂膜的附着力，硬度，丰满度，光泽等性能。本专利技术所述脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法包括将脲与异丁醛混合后，在催化剂存在下，脲与异丁醛加成反应，然后加入甲醛，异丁醛，进行聚合反应，用溶剂提取树脂，蒸发分离得到产物；所述的催化剂包括硫酸、磷酸、乙酸，对甲苯磺酸，十二烷基苯磺酸或者它们的混合物；所述的溶剂包括石油醚、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、环己酮或者它们的混合物。本专利技术所述脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法包括下列步骤(1)将脲加入到异丁醛中，逐渐滴加催化剂，至PH值达到2-4，在40-90℃下搅拌2-8h；(2)依次加入甲醛，异丁醛，再加入催化剂，至PH值达到1-3，在40-90℃下搅拌2-8h；(3)加入有机溶剂，搅拌后静置分层，去除下层水相；(4)在温度为40-80℃下，用去离子水洗；(5)真空蒸发去除小分子物质，得到脲-异丁醛-甲醛共聚树脂产物；上述原料的质量份数组成如下脲15-30异丁醛80-160甲醛 60-100有机溶剂 120-200催化剂4-50；采用的催化剂由硫酸、磷酸、乙酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、水组成，其质量份组成如下硫酸 10-60磷酸 0-20对甲苯磺酸0-10乙酸 0-10十二烷基苯磺酸0-10水30-80。采用的有机溶剂可以是本领域通用的有机溶剂，本专利技术优选石油醚、二甲苯、甲苯、醋酸丁酯、环己酮中的一种或一种以上混合物，其质量份数组成如下石油醚0-200二甲苯0-300 甲苯 0-250醋酸丁酯 0-100环己酮 0-100上述有机溶剂质量份数至少一种不为0。本专利技术方法制备出的脲-异丁醛-甲醛共聚树脂，颜色浅，抗黄变性能好，用于涂料/油墨时，可有效提高涂料/油墨的附着力，光泽性，硬度和干性；由于其与溶剂相溶性好，溶液粘度低，与绝大多数涂料用树脂相容性能良好，特别适合作为涂料/油墨通用色浆的研磨树脂，是一种多功能的涂料/油墨助剂。本专利技术与现有技术相比具有如下的优点(1)本专利技术所用原料来源广泛，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脲－异丁醛－甲醛共聚树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（１）将脲加入到异丁醛中，逐渐滴加催化剂，至ＰＨ值达到２－４，在４０－９０℃下搅拌２－８ｈ；（２）依次加入甲醛，异丁醛，再加入催化剂，至ＰＨ值达到１－３，在４０ －９０℃下搅拌２－８ｈ；（３）加入有机溶剂，搅拌后静置分层，去除下层水相；（４）在温度为４０－８０℃下，用去离子水洗；（５）真空蒸发去除小分子物质，得到脲－异丁醛－甲醛共聚树脂产物；上述原料的质量份数组成如下 ：脲１５－３０异丁醛８０－１６０甲醛６０－１００有机溶剂１２０－２００催化剂４－５０；采用的催化剂由硫酸、磷酸、乙酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、水组成，其质量份组成如下： 硫酸１０－６０磷酸０－２０对甲苯磺酸０－１０乙酸０－１０十二烷基苯磺酸０－１０水３０－８０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾幸荣，张一甫，徐迎宾，林晓丹，李鹏，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州市花都科苑企业有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]