一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆及其制备方法，以重量份计，由以下原料组成：超支化改性环氧树脂45～55份，稀释剂20～30份，填料20～30份，分散剂5～10份，固化剂20～30份和增韧剂1～2份；发明专利技术的超支化改性环氧树脂的结构设计巧妙，能够在面漆中形成高交联密度的漆膜，一方面，由于结构中含有环氧树脂和羟基两种官能团得到的大量醚键，因此增加了其结构的柔性，使得到的超支化改性环氧树脂粘度低，另一方面，由于结构中含有苯基，因此漆膜的韧性和耐候性好，不会出现漆膜由于韧性不够导致的过脆，龟裂并脱裂的问题。裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料和涂料
，具体说是一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆及其制备方法。

技术介绍

[0002]超支化聚合物是具有三维枝化结构的高规整的枝化大分子，分子结构中有对称的长链结构，类似球形，流动力学回转半径小，枝化度高，分子链缠结少，因此粘度和分子量关系不大，不会随着相对分子量而急剧变化，为理论上制备低粘度涂料提供了可能，但是由于超支化聚合物的分子量大，因此其本身的粘度虽然随着分子量的增加变化值不大，但是分子结构如果设计不合理，超支化分子的基础粘度容易过大，因此目前低粘度的超支化分子树脂发展缓慢，限制了超支化分子的使用范围。
[0003]环氧树脂是分子结构中含有环氧基团的高分子化合物，固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接粘度，因此被广泛应用于国防、国民经济各部门，但是超支化环氧树脂发展较慢，原因如下：
[0004]首先，市场上环氧树脂的官能度一般在2～4之间，不能有效的形成高交联密度的漆膜，或者形成的漆膜粘度较高，影响其在涂料领域中的应用；其次，现有的超支化环氧树脂化合物由于结构设计不合理，羟基官能度高，极性强，分子间容易形成较强的氢键，容易团聚，不能有效分散在涂料中，最后对于新型的超支化环氧树脂，还需要对其相容性好的辅料进行研究，而选择相容性好的辅料，需要大量的研发成本。

技术实现思路

[0005]为解决现有的超支化环氧树脂发展缓慢不能满足市场需要的问题，本专利技术的目的是提供一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆及其制备方法。
[0006]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0007]一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，以重量份计，由以下原料组成：超支化改性环氧树脂45～55份，稀释剂20～30份，填料20～30份，分散剂5～10份，固化剂20～30份和增韧剂1～2份；
[0008]所述超支化改性环氧树脂按照以下步骤制备得到：
[0009]①
将三羟乙基胺溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌降温0～5℃，在该温度下加入氢化钠，搅拌10～15分钟后加入4
‑
氟苯甲醛，搅拌1～2小时，加入水搅拌至少30分钟后加入乙酸乙酯，搅拌20～30分钟后，静置分层，有机相加入和上次等量的水洗涤，搅拌至少10分钟后静置分层，将有机相减压蒸馏除去溶剂，所得固体用甲醇重结晶，得到化合物1；
[0010]其中三羟乙基胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、氢化钠、4
‑
氟苯甲醛、水、乙酸乙酯和甲醇的质量体积比为145～155g：1～1.5L：70～80g：495～505g：0.4～0.5L：2～3L：1.5～2.5L；
[0011]②
取步骤
①
所得化合物1溶于甲醇中，搅拌降温至0～5℃，分三批加入硼氢化钠，
每次加入后搅拌至少半小时后再加入下一批，确保温度在0～5℃，最后一次加入后搅拌至少半小时后升温至20～30℃，搅拌1小时，加入水搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，加入乙酸乙酯，有机相继续用水洗涤，然后加入石油醚，搅拌至少6小时至析出白色固体，过滤，滤饼减压干燥得到化合物2；本步骤中两次加入水的量相同；
[0012]其中步骤
①
所得化合物1、甲醇、硼氢化钠、水、乙酸乙酯和石油醚的质量体积比为460～470g：2～2.5L：120～130g：0.5～0.6L：0.8～0.9L：2～2.5L；
[0013]③
取步骤
②
所得化合物2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌降温至0～5℃，加入氢化钠，搅拌反应至少10分钟，加入环氧氯丙烷，搅拌至少30分钟后升温至20～25℃，搅拌反应4～5小时后加入水，搅拌至少30分钟后加入乙酸乙酯，搅拌20分钟，静置分层，向有机相中加入水，搅拌10分钟后静置分层，将有机相减压蒸馏除去溶剂，所得固体用混合溶剂重结晶得到化合物3；本步骤中两次加入水的量相同；
[0014]所述混合溶剂为石油醚和乙酸乙酯按照体积比1：1混合得到；
[0015]其中步骤
②
所得化合物2、N,N
‑
二甲基甲酰胺、氢化钠、环氧氯丙烷、水、乙酸乙酯、混合溶剂的质量体积比为460～470g：2～3L：75～85g：365～375g：2～3L：4～5L：3～4L；
[0016]④
取步骤
③
所得化合物3、双酚A、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵加入到二氧六环中，在20～30℃下搅拌30分钟，升温至70～80℃，搅拌1小时后，在70～80℃下分次加入氢氧化钠水溶液，搅拌反应6～8小时，降温至20～30℃，静置分层，有机相用水洗涤后，减压蒸馏除去溶剂，得到超支化改性环氧树脂；
[0017]其中步骤
③
所得化合物3、双酚A、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、二氧六环、氢氧化钠水溶液和水的质量体积比为25～35g：225～235g：715～725g：30～40g：2～2.5L：0.65～0.7L：2～3L；
[0018]所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为20～25％；
[0019]所述稀释剂为二氧六环或酯类溶剂；
[0020]所述固化剂为胺类固化剂；
[0021]所述增韧剂为邻苯二甲酸酯类；
[0022]所述填料为碳酸钙、石英粉或凹凸棒土中的一种或两种。
[0023]优选的，所述酯类溶剂为乙酸甲酯、乙酸丁酯或乙酸乙酯。
[0024]优选的，所述胺类固化剂为二乙烯三胺或己二胺。
[0025]优选的，所述增韧剂为邻苯二甲酸二甲酯或邻苯二甲酸二丁酯。
[0026]优选的，所述分散剂为环氧分散剂CM
‑
3191、德国BYK公司的BYK
‑
P104或BYK
‑
P105。
[0027]优选的，所述填料经过硅烷偶联剂处理，过程为：
[0028]将填料在500～600℃下灼烧至少1小时，进行活化预处理，备用；
[0029]将硅烷偶联剂加入到质量浓度70～75％的乙醇水溶液中，开动搅拌，然后将填料分次加入其中，超声分散0.5～1小时，然后放入烘箱中，在95～100℃下烘干，得到硅烷改性填料；
[0030]其中硅烷偶联剂、乙醇水溶液和填料的质量比为0.3～0.5：100：20～30；
[0031]所述硅烷偶联剂为KH560或KH570；
[0032]所述填料为碳酸钙、石英粉或凹凸棒土中的一种或两种。
[0033]本专利技术还包括一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆的制备方
法，包括以下步骤：
[0034]以重量份计，将超支化改性环氧树脂45～55份，稀释剂20～30份，填料20～30份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，其特征在于：以重量份计，由以下原料组成：超支化改性环氧树脂45～55份，稀释剂20～30份，填料20～30份，分散剂5～10份，固化剂20～30份和增韧剂1～2份；所述超支化改性环氧树脂按照以下步骤制备得到：
①
将三羟乙基胺溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌降温0～5℃，在该温度下加入氢化钠，搅拌10～15分钟后加入4
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氟苯甲醛，搅拌1～2小时，加入水搅拌至少30分钟后加入乙酸乙酯，搅拌20～30分钟后，静置分层，有机相加入和上次等量的水洗涤，搅拌至少10分钟后静置分层，将有机相减压蒸馏除去溶剂，所得固体用甲醇重结晶，得到化合物1；其中三羟乙基胺、N,N
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二甲基甲酰胺、氢化钠、4
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氟苯甲醛、水、乙酸乙酯和甲醇的质量体积比为145～155g：1～1.5L：70～80g：495～505g：0.4～0.5L：2～3L：1.5～2.5L；
②
取步骤
①
所得化合物1溶于甲醇中，搅拌降温至0～5℃，分三批加入硼氢化钠，每次加入后搅拌至少半小时后再加入下一批，确保温度在0～5℃，最后一次加入后搅拌至少半小时后升温至20～30℃，搅拌1小时，加入水搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，加入乙酸乙酯，有机相继续用水洗涤，然后加入石油醚，搅拌至少6小时至析出白色固体，过滤，滤饼减压干燥得到化合物2；本步骤中两次加入水的量相同；其中步骤
①
所得化合物1、甲醇、硼氢化钠、水、乙酸乙酯和石油醚的质量体积比为460～470g：2～2.5L：120～130g：0.5～0.6L：0.8～0.9L：2～2.5L；
③
取步骤
②
所得化合物2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌降温至0～5℃，加入氢化钠，搅拌反应至少10分钟，加入环氧氯丙烷，搅拌至少30分钟后升温至20～25℃，搅拌反应4～5小时后加入水，搅拌至少30分钟后加入乙酸乙酯，搅拌20分钟，静置分层，向有机相中加入水，搅拌10分钟后静置分层，将有机相减压蒸馏除去溶剂，所得固体用混合溶剂重结晶得到化合物3；本步骤中两次加入水的量相同；所述混合溶剂为石油醚和乙酸乙酯按照体积比1：1混合得到；其中步骤
②
所得化合物2、N,N
‑
二甲基甲酰胺、氢化钠、环氧氯丙烷、水、乙酸乙酯、混合溶剂的质量体积比为460～470g：2～3L：75～85g：365～375g：2～3L：4～5L：3～4L；
④
取步骤
③
所得化合物3、双酚A、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵加入到二氧六环中，在20～30℃下搅拌30分钟，升温至70～80℃，搅拌1小时后，在70～80℃下分次加入氢氧化钠水溶液，搅拌反应6～8小时，降温至20～30℃，静置分层，有机相用水洗涤后，减压蒸馏除去溶剂，得到超支化改性环氧树脂；其中步骤
③
所得化合物3、双酚A、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、二氧六环、氢氧化钠水溶液和水的质量体积比为25～35g：225～235g：715～725g：30～40g：2～2.5L：0.65～0.7L：2～3L；所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为20～25％；所述稀释剂为二氧六环或酯类溶剂；所述固化剂为胺类固化剂；所述增韧剂为邻苯二甲酸酯类；所述填料为碳酸钙、石英粉或凹凸棒土中的一种或两种。2.根据权利要求1所述的一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，其特征在于：所述酯类溶剂为乙酸甲酯、乙酸丁酯或乙酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，其特征在于：所述胺类固化剂为二乙烯三胺或己二胺。4.根据权利要求1所述的一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，其特征在于：所述增韧剂为邻苯二甲酸二甲酯或邻苯二甲酸二丁酯。5.根据权利要求1所述的一种含有超支化改性环氧树脂的低粘、高韧性速干面漆，其特征在于：所述分散剂为环氧分散剂CM
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3191、德国BYK公司的BYK
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P104或BYK
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P105。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢吉星，苏怀敬，武林华，李明泽，刁仁刚，段洪东，
申请(专利权)人：山东齐鲁漆业有限公司，
类型：发明
国别省市：