快干醇酸树脂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有干时快，耐水性好，耐腐蚀性好的快干醇酸树脂及制备方法，其特征是由３２～５０％ｗｔ的不含共轭双键的脂肪酸、０．５～１．５％ｗｔ的顺丁烯二酸酐、１２．５～１６．５％ｗｔ的苯酐、１１～１４％ｗｔ的季戊四醇或等当量的甘油、２８～５０％ｗｔ的乙烯基甲苯加成、酯化、共聚而成。不仅降低了生产成本，可较含共轭双键的桐油酸、二甲苯调粘溶剂降成本约５－８％，而且改性更好，产品分子量分布更均匀，所得树脂干时快，耐水性好，耐腐蚀性好，并可用价格低廉的脂肪烃溶剂兑稀，更符合环保要求，也可与未改性的醇酸树脂相拼使用，大大扩大了醇酸树脂使用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改良的醇酸树脂及制备方法，尤其涉及一种采用价格较低，且不含共轭双键脂肪酸合成、并经乙烯基甲苯(VT)改性，具有干时快，耐水性好，耐腐蚀性好的。
技术介绍
醇酸树脂，通常由6.5-9％wt多元醇(季戊四醇或等当量的甘油)、12-16％wt多元酸(苯酐)、22-40％wt脂肪酸经酯化反应得到的一种用途较广的中高档涂料用合成树脂。它可做底漆、面漆、清漆；也可与其它树脂如氨基树脂、聚氨酯树脂搭配成烤漆或双组份漆；以及可对过氯乙烯漆、硝基漆等进行改性，以提高其性能。其不足是做自干漆时往往感到干时较慢(表干约6-8小时)，耐水性差，耐腐蚀性差。为此人们开展对醇酸树脂进行改性，以获得所需性能。如要求干时快、耐水性好、防腐蚀性较高的醇酸树脂涂料时，一种常用方法是采用苯乙烯对醇酸树脂改性，得到具有苯乙烯基醇酸树脂共聚物或苯乙烯基醇酸树脂。苯乙烯改性具有较高的分子量和较高的Tg值，因此耐水性、耐碱性、干率、硬度都较未改性有很大提高，可以与颜料配合，制成快干、防潮、光亮、美观的室内防护与装饰磁漆、农机用漆等。然而经苯乙烯改性后的醇酸树脂降低了耐烃类溶剂性，在涂刷第二道时易被稍强溶剂如二甲苯咬底，因此要求涂刷两道间隔时间要很短，降低了使用性能，及柔韧性与耐侯性；尤其是经苯乙烯改性后的醇酸树脂，只能用甲苯和/或二甲苯等芳烃溶剂调粘，不符合日益提高的环保要求；再就是，它与未改性的醇酸树脂不能溶合，故不能相拼使用，使用受到限止。中国专利90108360.7、97105337.5公开的采用废聚苯乙烯经甲苯和/或二甲苯等芳烃溶剂溶解，再与醇酸树脂冷拼改性。但改性后不仅仍需使用甲苯和/或二甲苯等芳烃溶剂；而且因冷拼改性，分子量不均匀，性能要差于苯乙烯改性醇酸树脂，漆膜脆，老化快；再就是，与颜料溶合差，漆膜易发花，所以只能做一些低档调合漆或地板漆。中国专利95192452.4、00812016.1、00810902.8公开的采用丙烯酸改性醇酸树脂，不仅成本高，较苯乙烯改性增加成本10％左右，而且改性合成工艺复杂。因此仍有值得改进的地方。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种既具有快干，又可用价格低廉的脂肪烃溶剂调粘，使用更环保，并可与未改性的醇酸树脂溶合相拼使用的快干醇酸树脂。本专利技术的另一目的在于提供一种上述快干醇酸树脂的制备方法。本专利技术第一目的实现，经过大量试验，采用顺丁烯二酸酐(以下简称顺酐)，与不含共轭双键的脂肪酸进行加成反应，使之变成含有共轭双键的顺酐加成物，加成物再与苯酐、季戊四醇进行常规的醇酸酯化反应，得到的醇酸树脂用乙烯基甲苯(简称VT)进行共聚合反应。具体说，本专利技术快干醇酸树脂，其特征是由32～50％wt的不含共轭双键的脂肪酸、0.5～1.5％wt的顺丁烯二酸酐、12.5～16.5％wt的苯酐、11～14％wt的季戊四醇或等当量的甘油、28～50％wt的乙烯基甲苯加成、酯化、共聚而成。由于季戊四醇质量与甘油质量不相同，如果以甘油替代季戊四醇，则应采用等当量替代。本专利技术不含共轭双键的脂肪酸与顺酐的反应原理如下 顺酐与不含共轭双键的脂肪酸(例如亚麻油酸、豆油脂肪酸、葵花油脂肪酸)，进行加成反应，使原本不含共轭双键的脂肪酸变成含有共轭双键的脂肪酸。顺酐化，有利于提高后续与VT共聚时的转化率。顺酐量过少则会造成双键量不够，会影响后续VT的转化率；过多则在聚合时易胶化控制困难。季戊四醇或等当量的甘油用量过大，则会影响涂料漆膜干时，使耐水性下降；用量过小，则酸值下降困难，且易导致胶化。但试验表明前述区间并非指精确极限值，较少量的增减，性能影响不是十分明显，据此，任何在为获得上述性能少量偏离，同样属本专利技术范围。本专利技术所述不含有共轭双键的脂肪酸，尤其以豆油酸为优，它不但价格较亚麻油酸便宜，而且颜色较浅适宜做浅色树脂，并且成漆后漆膜干时、硬度均好。本专利技术快干醇酸树脂一个特征是由于以 对醇酸树脂进行乙烯化共聚，所以醇酸树脂中含有如下分子结构 特征。这是本专利技术快干醇酸树脂区别于其他醇酸树脂或苯乙烯改性醇酸树脂的一个重要区别，该分子结构可以通过检测例如分光光度仪或光普仪检测其存在。本专利技术快干醇酸树脂合成，先由不含共轭双键的脂肪酸与顺丁烯二酸酐加成反应得到顺酐化带有共轭双键脂肪酸，然后可以采用前乙烯化方法，即使所得脂肪酸与VT共聚反应后，再与季戊四醇或等当量的甘油、苯酐进行酯化反应；也可以采用后乙烯化方法，即使所得脂肪酸与季戊四醇或等当量的甘油、苯酐进行酯化反应得到醇酸树脂，再与VT共聚反应。具体说，本专利技术快干醇酸树脂的制备，其特征是首先使前述比例的不含共轭双键的脂肪酸与顺丁烯二酸酐加成反应得到含有共轭双键脂肪酸，然后使所得脂肪酸与苯酐、季戊四醇或等当量的甘油酯化反应得到醇酸树脂，再加入乙烯基甲苯进行共聚反应；或使所得共轭双键脂肪酸与乙烯基甲苯进行共聚反应后，再与苯酐、季戊四醇或等当量的甘油进行酯化反应。实验表明前乙烯化方法，控制较为复杂，生产难度大一些，而且所得树脂分子量不易均匀，其中含有较多小分子量树脂，会影响树脂的耐水性和干时，因此，本专利技术制备优选采用后乙烯化方法，即使所得含有共轭双键脂肪酸与季戊四醇或等当量的甘油、苯酐进行酯化反应得到醇酸树脂，再与VT共聚反应，后乙烯化法，VT转化率更高，产品分子量分布更均匀，用其制成油漆成膜时干燥更快，漆膜耐水性更好。本专利技术加成产物与季戊四醇或等当量的甘油、苯酐的酯化反应，反应原理及条件与通常醇酸树脂酯化反应相同，无特别要求，不再细述。为方便制备，所述加成、酯化、共聚反应可以在同一反应釜内进行。但为有利于后乙烯化进行，可以通过控制温度低、高、低使反应按序进行，即加成反应温度宜较酯化反应温度低一些，这样可首先进行加成反应，然后再将温度升高，进行酯化反应，最后降温加入VT进行共聚反应。加成、酯化、共聚反应温度宜分别控制在140-160℃，190-230℃，120-145℃。本专利技术快干醇酸树脂，由于采用不含共轭双键的脂肪酸、顺丁烯二酸酐、苯酐、季戊四醇或等当量的甘油、乙烯基甲苯加成、酯化、共聚，所得醇酸树脂，不仅降低了生产成本，且较含共轭双键的桐油酸、二甲苯制得的醇酸树脂降成本约5-8％，而且改性更好，产品分子量分布更均匀，所得树脂干时快，耐水性好，耐腐蚀性好，并可用价格低廉的脂肪烃溶剂(例如200#油漆溶剂)调粘，更符合环保要求，也可与未改性的醇酸树脂(例如牌号389-8、389-9)相拼使用，大大扩大了醇酸树脂使用范围。例如改性醇酸树脂同样作为防腐漆，绝缘漆和磁漆的成膜树脂，成膜具有干燥速率快(表干15分钟，实干45分钟)、耐水性优、漆膜光泽好、硬度高，具有更佳使用性能。尤其是采用豆油酸作原料，可得到浅颜色的醇酸树脂。本专利技术快干醇酸树脂及调合涂料与苯乙烯改性醇酸树脂、及含共轭双键脂肪酸原料所得树脂性能对比见表一、表二。以下结合五个具体实施例，进一步说明本专利技术，但本专利技术实施例不应理解为对本专利技术的具体限定。具体实施例方式实施例1取41％的亚麻油酸，1％的顺酐，16％的苯酐，14％的季戊四醇，投入不锈钢反应釜中，封好投料口，打开放空阀，通CO2气体15min后，开始搅拌。升温至160℃，保温30-60min后，再升温至220℃保温6小时后，取样中控，直至中控合本文档来自技高网...

【技术保护点】
快干醇酸树脂，其特征是由３２～５０％ｗｔ的不含共轭双键的脂肪酸、０．５～１．５％ｗｔ的顺丁烯二酸酐、１２．５～１６．５％ｗｔ的苯酐、１１～１４％ｗｔ的季戊四醇或等当量的甘油、２８～５０％ｗｔ的乙烯基甲苯加成、酯化、共聚而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树民，刘亦明，
申请(专利权)人：江苏三木集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]