一种水性醇酸树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及水性功能树脂技术领域，尤其是涉及一种水性醇酸树脂及其制备方法。所述水性醇酸树脂主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油15‑25份、顺丁烯二酸酐0.1‑2份、间苯二甲酸5‑20份、多元醇10‑20份、偏苯三酸酐1‑10份、丙烯酸类单体4‑16份、引发剂0.1‑0.5份、助溶剂10‑20份、中和剂3‑9份和水10‑30份。制备得到的是水分散体，其亲水基团相对于水溶性醇酸树脂的含量低，并且无需加入水性分散剂，从而提高涂装时漆膜的初期耐水性。加入丙烯酸类单体，提高体系的玻璃化温度，使其具有初期硬度，干燥过程中有很好的水释放性，在工程涂装的情况下，消除了雨水和露水对漆膜破坏的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种水性醇酸树脂及其制备方法
本专利技术涉及水性功能树脂
，尤其是涉及一种水性醇酸树脂及其制备方法。
技术介绍
随着国民经济提高，国家对环保要求越来越严格，人们对环境保护的意识也越来越强，水性涂料是必然的发展趋势。溶剂型醇酸漆因其施工简单，单组份自干，综合性能优良，性价比较高而被广泛使用。因环保的压力和资源的紧缺，人们一直致力于将溶剂型醇酸漆转换成水性醇酸漆。随着涂料助剂的广泛使用，水性醇酸漆面临的消泡性、流平性以及自干性等难题已得到一定程度的解决。常规的水性醇酸漆的水性醇酸树脂通常有水溶型醇酸树脂和水乳化型醇酸树脂，水溶型醇酸树脂一般含有大量的亲水基团，比如羟基、羧基、磺酸基等，并加入中和剂形成水溶性的盐溶液，完全透明，树脂粒径小于0.01微米，制成的水性醇酸漆在完全成膜之前具有极强的亲水性，初期耐水性很差。水乳化醇酸树脂，在制备过程中加入合适的乳化剂，对醇酸树脂进行乳化形成水包油型的乳胶粒子，一般粒径大于0.1微米，呈乳白色不透明状。采用该类水乳花醇酸树脂制备醇酸漆过程中，不能用它作颜填料分散的分散介质，否则会在研磨过程中因高剪切力而使乳液破乳，须另外加入水性分散剂对颜填料进行分散。而漆膜中存在乳化剂和水分散剂，二者均是极度亲水的物质，涂装的漆膜耐水性不好。对于初期耐水性差的醇酸漆，在实际的工程涂装中，特别是在野外露天涂装时，涂装几小时后遇到下雨或夜间的露水，漆膜可能因为没有充分交联固化或挥发性物质没有充分释放而轻易被雨水或露水破坏或溶解，造成返工，形成资源的浪费或经济损失。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种水性醇酸树脂，以解决现有技术中存在的水性醇酸树脂初期耐水性差、涂装可适性差的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种水性醇酸树脂的制备方法，所述制备方法工艺简单，条件温和，适合工业化生产。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种水性醇酸树脂，主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油15-25份、顺丁烯二酸酐0.1-2份、间苯二甲酸5-20份、多元醇10-20份、偏苯三酸酐1-10份、丙烯酸类单体4-16份、引发剂0.1-0.5份、助溶剂10-20份、中和剂3-9份和水10-30份。本专利技术通过各原料的选择，制备得到的水性醇酸树脂的粒径为0.01-0.1μm之间，是介于水溶性和水乳性之间的水分散体，呈半透明状；并且，其亲水基团相对于水溶性醇酸树脂的含量低，中和过后形成的树脂亲水性较低，并且能够作为颜填料分散的载体，无需另外加入水性分散剂，从而提高涂装时漆膜的初期耐水性。同时，在其中加入丙烯酸类单体，提高了体系的玻璃化温度，使其具有初期硬度，在干燥过程中有很好的水释放性，漆膜干的快，自干1h(25℃)后就能耐水24h，提高了初期耐水性，在工程涂装如野外施工等的情况下，消除了雨水和露水对漆膜破坏的风险。通过此制备得到的水性醇酸树脂为淡黄色透明粘稠液体，粘度为180-220s(涂-4杯)。优选的，所述水性醇酸树脂主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油18-22份、顺丁烯二酸酐0.1-1份、间苯二甲酸8-15份、多元醇12-18份、偏苯三酸酐2-8份、丙烯酸类单体6-15份、引发剂0.2-0.3份、助溶剂12-18份、中和剂4-8份和水15-25份。优选的，所述丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸。更优选的，所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的质量比为(5-15)﹕1，优选为(7-13)﹕1。本专利技术采用上述丙烯酸类单体，并采用了特定的质量比，在复配其它组分形成水分散体的同时，兼顾提高树脂的玻璃化温度，赋予漆膜一定的初期硬度，提高了初期耐水性。优选的，所述多元醇包括三羟甲基丙烷。优选的，所述助溶剂包括丙二醇甲醚。所述助溶剂的加入，提高了所述醇酸树脂在水中的相容性。优选的，所述中和剂包括N-甲基吗啉和N,N-二甲基乙醇胺。更优选的，所述N-甲基吗啉和N,N-二甲基乙醇胺的质量比为(1.5-2.5)﹕1，优选为(1.8-2.2)﹕1，更优选为2﹕1。所述中和剂的加入，然后再加入水分散，制备得到的聚合物预聚体利用自身的自乳化性能分散，分散过程中，中和剂参与预聚体的扩链，进行溶液聚合，从而得到高品质、粒径为0.01-0.1μm之间的水性分散体。在自乳化的过程中，分子主链上的疏水部分聚集在中心，亲水基团分布在表面并指向外围水相，加强了得到的水分散体的稳定性。整个过程无需添加乳化剂或分散剂等。优选的，所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种或多种。更优选的，所述引发剂包括过氧化物类引发剂，如过氧化苯甲酰。优选的，所述水性醇酸树脂主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油19-20份、顺丁烯二酸酐0.4-0.5份、间苯二甲酸10-11份、三羟甲基丙烷13-15份、偏苯三酸酐5-6份、甲基丙烯酸甲酯7-10份、甲基丙烯酸0.5-1.5份、过氧化苯甲酰0.2-0.3份、丙二醇甲醚15-17份、N-甲基吗啉3-5份、N,N-二甲基乙醇胺1.5-2.5和水16-20份。本专利技术还提供了一种所述水性醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：(a)亚麻油、顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸和多元醇混合，于220-230℃下保温反应至酸值降低至≤10mgKOH/g，降温至140-150℃，加入偏苯三酸酐，于130-140℃保温使酸值降低至≤60mgKOH/g，得到物料a；(b)物料a降温至110-120℃，加入丙烯酸类单体，于120℃保温反应0.5-2h，得到物料b；(c)引发剂溶解于部分助溶剂中，加入物料b中，保温0.5-2h，降温至95-105℃，加入余量助溶剂，降温至70-85℃，加入中和剂，调控pH值为6-7，加入水搅拌均匀。本专利技术所述的制备方法，按照上述步骤制备，制备得到的聚合物预聚体利用自身的自乳化性能分散，分散过程中，中和剂参与预聚体的扩链，进行溶液聚合，从而得到高品质、粒径为0.01-0.1μm之间的水性分散体。在自乳化的过程中，分子主链上的疏水部分聚集在中心，亲水基团分布在表面并指向外围水相，加强了得到的水分散体的稳定性。整个过程无需添加乳化剂或分散剂等。优选的，所述步骤(c)中，引发剂溶解于1/4-1/3量的助溶剂中。更优选的，引发剂溶解于部分助溶剂中，在3-4h内，匀速加入物料b中。优选的，所述步骤(c)中，加入中和剂，控制温度为85±2℃，搅拌0.5-1h。优选的，所述步骤(c)中，加入中和剂后，若pH值＜6，采用N,N-二甲基乙醇胺调节pH至6-7。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术通过各原料的选择，制备得到的水性醇酸树脂的粒径为0.01-0.1μm之间，是介于水溶性和水乳性之间的水分散体，呈半透明状；并且，其亲水基团相对于水溶性醇酸树脂的含量低，中和过后形成的树脂亲水性较低，并且能够作为颜填料分散的载体，无需另外加入水性分散剂，从而提高涂装时漆膜的初期耐水性；(2)本专利技术所述的水性醇酸树脂，其中加入丙烯酸类单体，提高了体系的玻璃化温度，使其具有初期硬度，在干燥过程中有很好的水释放性，漆膜干的快，自干1h(25℃)后就能耐水24h，提高了初期耐水性，在工程涂装如野外施工等的情况下，消除了雨水和露水对漆膜破坏的风险；(3)本专利技术所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性醇酸树脂，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油15‑25份、顺丁烯二酸酐0.1‑2份、间苯二甲酸5‑20份、多元醇10‑20份、偏苯三酸酐1‑10份、丙烯酸类单体4‑16份、引发剂0.1‑0.5份、助溶剂10‑20份、中和剂3‑9份和水10‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种水性醇酸树脂，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油15-25份、顺丁烯二酸酐0.1-2份、间苯二甲酸5-20份、多元醇10-20份、偏苯三酸酐1-10份、丙烯酸类单体4-16份、引发剂0.1-0.5份、助溶剂10-20份、中和剂3-9份和水10-30份。2.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于，所述水性醇酸树脂主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油18-22份、顺丁烯二酸酐0.1-1份、间苯二甲酸8-15份、多元醇12-18份、偏苯三酸酐2-8份、丙烯酸类单体6-15份、引发剂0.2-0.3份、助溶剂12-18份、中和剂4-8份和水15-25份。3.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸；优选的，所述甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的质量比为(5-15)﹕1。4.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于，所述中和剂包括N-甲基吗啉和N,N-二甲基乙醇胺；优选的，所述N-甲基吗啉和N,N-二甲基乙醇胺的质量比为(1.5-2.5)﹕1。5.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于，所述多元醇包括三羟甲基丙烷；优选的，所述助溶剂包括丙二醇甲醚；优选的，所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的水性醇酸树脂，其特征在于，所述水性醇酸树脂主要由按重量份数计的如下组分制成：亚麻油19-20份、顺丁烯二酸酐0.4-0.5份、间苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆欣，
申请(专利权)人：重庆南方漆业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50