一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术属于林产化学品制造技术领域，具体涉及一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂及其制备方法。本发明专利技术提供的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法如下：先用对特辛基苯酚与甲醛以不同配比在氢氧化钠下进行反应，制得不同溶解性的酚醛树脂，松香经季戊四醇酯化而得松香树脂，酚醛树脂和松香树脂按不同的比例进行合成反应，然后添加抗氧剂和抗紫外线助剂，再经过精制即得。该方法以数控法制备真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂，条件易控，可以生产出不同软化点和不同溶解性的松香改性酚醛树脂，制得的松香改性酚醛树脂性能优异，其软化点高，色泽浅，酸值小，粘度高，具有异常高的溶解性和分子量，且产品质量易于控制。

【技术实现步骤摘要】
一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂及其制备方法
本专利技术属于林产化学品制造
，具体涉及一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂及其制备方法。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高，汽车工业的发展，社会对于汽车喷漆涂料的需求越来越多。涂料的种类繁多，性能各异，而对于汽车喷漆涂料来说，就需要具备既能够在真空的条件下保持较好的流动性和附着力，又具有快干的特性，而这些关键的所在就是要求高品质的涂料树脂。发展松香的延伸产业，制造高品质的松香改性酚醛树脂，提高精细化工产品的质量，减少对石油资源的依赖，对于我国和广东省的可持续发展，向低碳经济发展模式转化，都具有非常重要的现实意义。松香改性酚醛树脂是一种高档涂料成分。树脂的性能指标有软化点、酸价、粘度、溶剂溶解性和分子量及分布，溶解性是最重要的性能指标之一。树脂溶解性的大小决定了树脂的相溶性能，在每种涂料的使用中树脂的作用有所不同，溶解性高的树脂既可提高颜料在涂料中的相溶性，又可提高涂料的流动性能，有利于汽车喷漆工艺的实施。性能优良的树脂除了溶解性较高外，还要具有适宜的软化点、粘度、相对较高的分子量及其合适的分布，因为这决定了它们的综合性能。然而，松香改性酚醛树脂要达到这种优良的综合性能绝非易事。这样一来，高性能的松香改性酚醛树脂的制备成为生产高品质真空喷漆高档涂料的关键技术。国外几家大的树脂生产企业，生产高品质的适用于真空喷漆高档涂料的松香改性酚醛树脂的制造技术是秘而不宣。松香改性酚醛树脂是涂料用树脂的主要代表，也是涂料中用量最大的一类树脂，其性能决定着涂料的品质等级。20世纪30年代，Ruzicka等发现了松香作为二烯可与许多亲二烯物质进行Diels-Alde加成反应。松香中枞酸型树脂酸遇热或在酸的影响下，易发生同分异构反应，形成具有共轭双键型的左旋海松酸的结构，并达到一种动态平衡。这些共轭双键在一定的条件下进行加成反应后，可生成多种松香加成物。此外，树脂酸中的羧基，可与不同的多元醇进行酯化反应。这构成了松香改性的化学基础。如何提高松香改性酚醛树脂的粘度和溶剂溶解性，是改善涂料质量的关键，也是树脂生产中有待解决的一大难题。早期的松香改性酚醛树脂是将苯酚与松香熔融后，加入乌洛托品催化剂，在100℃左右加入甲醛进行酚醛树脂的合成，而后脱水缓缓升至170～220℃，松香和脱水的酚醛树脂进行Diels-Alder加成反应。最后加入甘油酯化，至酸值小于20mgKOH/g，抽真空除去低馏分，得产物。该法合成的松香改性酚醛树脂，溶剂容解性较低，涂料的光亮度也不高，同时树脂软化点低，仅在130℃以上，抗老化性能差。提高松香改性酚醛树脂的性能，开发综合性能优良的松香改性酚醛树脂一直是致力研究的方向。目前，松香改性酚醛树脂的合成主要是用烷基酚与甲醛在碱性条件下缩合成甲阶段产物，再与松香反应经多元醇酯化而得到的油溶性固体树脂。这一生产过程一般可通过二种方法来实现：即一步法和二步法。(1)一步法：一步法合成松香改性酚醛树脂的工艺已日趋成熟。在松香存在下，以六亚甲基四胺为催化剂，使烷基酚与甲醛缩合。松香的酸性很弱，反应是在水相介质中进行。酚与醛的反应仍属于碱性缩聚，反应生成的羟甲基苯酚很快溶解在松香中，阻止了自身的进一步缩聚。当温度升高以后，羟甲基苯酚脱水生成次甲基酮而与松香加成，再添加多元醇类进行酯化反应。由此所制得的树脂，酚与醛之间的缩合不至过度，分子量比较均匀。(2)两步法：两步法是先用酚与甲醛在碱性条件下反应制得可溶性的酚醛树脂，然后在180℃左右缓缓地加入到熔融的松香中，进行加成反应，再用多元醇类进行酯化。缺点是酚醛树脂的制造终点不易掌握，如缩合过度或放置较久，都会使它在松香中的溶解性降低，影响加成反应。中国专利CN104744654B公开了一种松香改性酚醛树脂及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)称取烷基酚置于反应容器中，烷基酚为固体时加热至其熔解；再加入催化剂和甲醛，搅拌，然后于70-140℃的温度下反应，制得甲阶酚醛树脂；其中，所述催化剂为沸点高于200℃的有机胺；(2)称取松香，加热至其熔解，再加入步骤(1)制得的甲阶酚醛树脂，于180-240℃反应；(3)向步骤(2)反应所得的混合物中加入多元醇，于240-280℃的温度下进行酯化反应，制得松香改性酚醛树脂。该专利技术以难挥发或不挥发的有机胺作为催化剂可合成质量稳定的甲阶酚醛树脂，但是制得的松香改性酚醛树脂的溶解性相对较低。总的来说，松香改性酚醛树脂的发展趋势是朝着高性能(分子量高、软化点高、酸值小、溶解性好，溶液粘度高、粘性小)和综合性能均优的方向发展，以适应高品质涂料在汽车喷漆工业的需要。目前，市售松香改性酚醛树脂的性能水平为：树脂的溶解性一般不高于30mL/2g，25℃，平均分子量一般不超过4万。目前，市售的松香改性酚醛树脂的性能基本不能满足生产高品质真空喷漆高档涂料的要求，这样国内企业生产真空喷漆高档涂料，一直处于质量链的低端。因此，研发出新一代高性能的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂，不仅是满足国内企业生产高品质真空喷漆高档涂料的需要，也是摆脱国外公司技术垄断、发展自主知识产权的需要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法。该方法以数控法制备真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂，条件易控，可以生产出不同软化点和不同溶解性的松香改性酚醛树脂，制得的松香改性酚醛树脂性能优异，其软化点高，色泽浅，酸值小，粘度高，具有异常高的溶解性和分子量，且产品质量易于控制。本专利技术的技术方案是：一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：S1将对特辛基苯酚置于反应容器中，加热至对特辛基苯酚完全熔融后，加入甲醛和氢氧化钠，搅拌，升温至96-100℃，保温反应4h，得酚醛树脂；S2将松香置于反应容器中，加热使松香完全熔融，搅拌，加入季戊四醇和催化剂，升温至268-272℃，保温反应10h，得松香树脂；S3将步骤S1所得酚醛树脂和步骤S2所得松香树脂置于反应容器中，加入氧化镁，升温至248-252℃，保温反应15h，加入抗氧剂和抗紫外线助剂，精制，即得。进一步地，所述步骤S1氢氧化钠的加入量为对特辛基苯酚质量的2-3％；特辛基苯酚与甲醛的质量比为1:0.15-0.35。更进一步地，所述步骤S1氢氧化钠的加入量为对特辛基苯酚质量的2.4％；特辛基苯酚与甲醛的质量比为1:0.2。进一步地，所述步骤S2季戊四醇的加入量为松香质量的15-30％。更进一步地，所述步骤S2季戊四醇的加入量为松香质量的20％。进一步地，所述步骤S2催化剂的加入量为松香质量的0.4-0.8％。更进一步地，所述步骤S2催化剂的加入量为松香质量的0.6％。进一步地，所述步骤S2催化剂由氧化钛和氧化镁按质量比5-9:1-3组成。更进一步地，所述步骤S2催化剂由氧化钛和氧化镁按质量比7:2组成。进一步地，所述步骤S3酚醛树脂和松香树脂的质量比为0.3-0.7:1。更进一步地，所述步骤S3酚醛树脂和松香树脂的质量比为0.4:1。进一步地，所述步骤S3氧化镁的加入量为酚醛树脂和松香树脂总质量的0.3-0.6％；抗氧剂的加入量为酚醛树脂和松香树脂总质量的0.06-0.12％；抗紫外线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将对特辛基苯酚置于反应容器中，加热至对特辛基苯酚完全熔融后，加入甲醛和氢氧化钠，搅拌，升温至96‑100℃，保温反应4h，得酚醛树脂；S2将松香置于反应容器中，加热使松香完全熔融，搅拌，加入季戊四醇和催化剂，升温至268‑272℃，保温反应10h，得松香树脂；S3将步骤S1所得酚醛树脂和步骤S2所得松香树脂置于反应容器中，加入氧化镁，升温至248‑252℃，保温反应15h，加入抗氧剂和抗紫外线助剂，精制，即得。

【技术特征摘要】
1.一种真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将对特辛基苯酚置于反应容器中，加热至对特辛基苯酚完全熔融后，加入甲醛和氢氧化钠，搅拌，升温至96-100℃，保温反应4h，得酚醛树脂；S2将松香置于反应容器中，加热使松香完全熔融，搅拌，加入季戊四醇和催化剂，升温至268-272℃，保温反应10h，得松香树脂；S3将步骤S1所得酚醛树脂和步骤S2所得松香树脂置于反应容器中，加入氧化镁，升温至248-252℃，保温反应15h，加入抗氧剂和抗紫外线助剂，精制，即得。2.如权利要求1所述的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1氢氧化钠的加入量为对特辛基苯酚质量的2-3％；特辛基苯酚与甲醛的质量比为1:0.15-0.35。3.如权利要求1所述的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2季戊四醇的加入量为松香质量的15-30％。4.如权利要求1所述的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2催化剂的加入量为松香质量的0.4-0.8％。5.如权利要求1所述的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2催化剂由氧化钛和氧化镁按质量比5-9:1-3组成。6.如权利要求1所述的真空喷漆高档涂料用松香改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3酚醛树脂和松香树脂的质量比为0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎月清，邓明泉，蓝志明，祝军，张陆春，
申请(专利权)人：封开海蓝化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44