水性丙烯酸改性醇酸树脂制造技术

一种制备丙烯酸改性醇酸树脂并在此基础上制备水性组合物的方法，以及由上述方法可获得的产物，所述制备丙烯酸改性醇酸树脂的方法包含下列步骤：ｄ）制备一种磺化醇酸树脂产物；ｅ）制备一种丙烯酸酯化脂肪酸产物；及ｆ）让步骤ａ）的产物与步骤ｂ）的产物在合适的聚合条件下发生反应。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备丙烯酸改性醇酸树脂的方法以及由此可获得的产品。业已用以下三类主要成膜聚合物中的每一类制备了水性聚合物产物聚酯、丙烯酸类和醇酸树脂。在此三类聚合物中，水性醇酸树脂表现出比水性聚酯或丙烯酸树脂高得多的涂料稳定性。此外，醇酸树脂因其分子量低而表现出非常优良的成膜稳定性，这又导致最终涂膜具有很高的光泽度。但是，醇酸树脂“干”得较慢和/或固化时间较长，尤其在室温下。在试图解决这些问题中，改性醇酸树脂受到高度重视。欧洲专利申请EP 0 267 562 A2描述了醇酸树脂的乳液，在其中，为有助于稳定化乳液，要用胺中和已接枝到脂肪酸上的甲基丙烯酸中的羧基。虽然已避免使用过量的乳化剂，但这类乳液仍含有不希望存在的胺和有机溶剂。美国专利5,378,757描述了一种通过让至少一种单甘油酯、一种多元酸与一种含至少一个磺酰基的多元醇含硫单体加成物进行反应而制备含磺酰基的水分散醇酸树脂的方法。PCT申请WO 95/02019描述了一种空气干燥树脂分散在水中的乳液以及制备这种乳液的方法。同时也描述了醇酸树脂与丙烯酸酯树脂的混合乳液。PCT申请WO 95/05413描述了一种通过烯类不饱和乙烯基单体与聚酯的加聚反应制备可水分散的含磺酰基丙烯酸改性聚酯的方法。PCT申请WO 99/07759描述了一种由至少一种烯类不饱和单体在带至少一个侧磺酰官能度的水性醇酸树脂存在下聚合而制成的水性丙烯酸改性磺化醇酸树脂分散体。该分散体优选用乳液聚合法制备。因此，本专利技术提供一种制备丙烯酸改性醇酸树脂的方法，该方法包含下列步骤a)制备一种磺化醇酸树脂产物；b)制备一种丙烯酸酯化脂肪酸产物；和c)让步骤a)中的产物与步骤b)中的产物在合适的聚合条件下发生反应。优选制备步骤a)的产物包含下列步骤i)让一种多元醇与一种磺化单体发生反应。以获得一种多元醇磺化单体加成物，和ii)让包含步骤i)的多元醇磺化单体加成物、至少一种脂肪酸和至少一种多元羧酸或酸酐的混合物发生反应，以获得磺化醇酸树脂产物。非常优选步骤i)中所用的多元醇是三羟甲基丙烷，以及步骤i)中的磺化单体是5-钠磺基间苯二甲酸。在该方法的一个优选实施方案中，制备步骤b)的产物包含让至少一种脂肪酸与至少一种丙烯酸官能化的单体发生反应。优选制备步骤c)的产物包含让步骤a)的产物和步骤b)的产物与一种合适的催化剂一起在缩聚条件下发生反应。而且，本专利技术还涉及一种由本专利技术的方法可获得的水性丙烯酸改性醇酸树脂，优选其特征在于酸值为10-50mg KOH/g，合油率为5-70％，含硫单体含量为2-7％，丙烯酸官能化单体的含量为2-45％，以及固体含量为20-60％。此外，本专利技术还涉及一种制备水性丙烯酸改性醇酸树脂在水中的组合物的方法，以及由此可获得的组合物，在所述方法中，要将本专利技术的醇酸树脂溶于水和一种中和剂中。最后，本专利技术涉及一种涂料组合物，它包含本专利技术的水性树脂组合物和至少一种选自下列一组的添加剂调整流变与流动的控制剂、扩链剂、反应性助凝聚剂、增塑剂、平光剂、颜料湿润与分散剂及表面活性剂、紫外线吸收剂、紫外光稳定剂、着色颜料、着色剂、脱泡剂与抑泡剂、防沉降剂、防流挂与稠化剂、防结皮剂、防泛色与防浮剂、生物杀伤剂、杀菌剂、防霉剂、缓蚀剂、增稠剂和凝聚剂。本专利技术提供一种制备新颖丙烯酸改性醇酸树脂的方法，在其中，让两种初级产物发生聚合，然后溶于水中。虽然我们无意受任何理论的限制，但我们假设本专利技术树脂出奇的水溶性源于树脂中醇酸部分的硫酸官能度与丙烯酸部分的羧酸官能度的组合作用。在本专利技术方法的第一步中，磺化醇酸树脂基本上按先有技术如美国专利5,378,757和WO 99/07759中所述的方法制备。一般而言，磺化醇酸树脂可以由一种脂肪酸、一种多元醇；一种多元羧酸；和一种磺化单体反应而成。为本专利技术的目的，在第一步中让多元醇与磺化单体发生反应，以获得一种初级树脂产物，而在第二步中，让一种包含初级树脂产物、脂肪酸和多元羧酸或酸酐的混合物发生反应。优选多元醇选自脂族、脂环族和芳基烷基多元醇。适用多元醇的实例包括，但不限于，乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十甘醇、1，3-丙二醇、2，4-二甲基-2-乙基-1，3-己二醇、2，2-二甲基-1，2-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，2，4-四甲基-1，6-己二醇、硫代二乙醇、1，2-环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2，2，4-四甲基-1，3-环丁二醇、对-二甲苯二醇、羟基新戊酸羟基新戊酯、1，10-癸二醇、氢化双酚A、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、赤藓醇、苏糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇、甘油、二羟甲基丙酸等等。最优选的多元醇是三羟甲基丙烷或新戊二醇。磺化单体是一种含一个结合在芳核上的SO3M-基团的二官能度或单官能度单体，其中M是氢或一个金属离子，如Na+、Li+、K+、Ca2+、Cu2+、Fe2+或Fe3+。结合-SO3M的芳核的适用实例包括，但不限于，苯、萘、蒽、联苯、氧联苯、磺酰基联苯和亚甲基联苯。当双官能度单体是一种磺基间苯二甲酸的钠盐，非常优选5-钠磺基间苯二甲酸或一种衍生物如5-钠磺基间苯二甲酸二甲酯时，会得到特别好的结果。为获得多元醇磺化单体加成物，多元醇与磺化单体的反应优选在作为反应介质并含适当催化剂如次磷酸的水中进行。在制备磺化醇酸树脂的第二步中，让多元醇磺化单体加成物，通常在水蒸发后，与至少一种脂肪酸、至少一种多元羧酸或酸酐和任选地其它多元醇发生反应。脂肪酸可以是任何适用的脂肪酸或脂肪酸的混合物。优选多元羧酸或酸酐选自下列一组间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、四氯代邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、十二烷双酸、癸二酸、acelaic acid、1，4-环己烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、马来酸酐、富马酸、丁二酸酐、偏苯三酸酐、1，2，4，5-苯四酸二酐、2，6-萘二羧酸和戊二酸。此外，还可加入少量一种或多种一元羧酸。多元醇优选是与制备多元醇磺化单体加成物中所用的同种多元醇。反应通常在适当的溶剂如二甲苯中进行，溶剂中含一种合适的聚合催化剂，如FASCAT 4100，一种单丁基锡组合物，可购自ELF ATOCHEM公司。本专利技术丙烯酸改性醇酸树脂的第二组分是一种由至少一种脂肪酸与至少一种丙烯酸官能化单体发生反应所获得的丙烯酸酯化脂肪酸。脂肪酸的适用实例包括，但不限于，牛脂酸、大豆酸、肉豆蔻酸、亚麻子酸、巴豆酸、versatic酸、椰子酸、高脂肪酸、松香酸、新癸酸、新戊酸、异硬脂酸、12-羟基硬脂酸、棉籽酸等等。丙烯酸官能化单体包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯等等。优选用丙烯酸官能化单体的混合物，任选地还与不饱和单体如乙烯基官能化单体如苯乙烯进一步混合。但是，脂肪酸的丙烯酸酯化通常在无任何溶剂下和有适当引发剂与适当电荷转移剂存在下进行。对该反应为良好引发剂的实例是过氧化二-叔-戊基。但也能用已知对该反应是活性的其它引发剂。一种优选的电荷转移剂是正十二烷基硫醇，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备丙烯酸改性醇酸树脂的方法，该方法包含下列步骤：ａ）制备一种磺化醇酸树脂产物；ｂ）制备一种丙烯酸酯化脂肪酸产物；和ｃ）让步骤ａ）的产物与步骤ｂ）的产物在合适的聚合条件下发生反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B屈尼维格，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]