一种蓖麻油基醇酸树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓖麻油基醇酸树脂及其制备方法，按重量份数计，所述蓖麻油基醇酸树脂的组成为：蓖麻油单硬脂酸甘油酯20～30份、蓖麻油基改性多元醇10～20份、多元酸20～40份、催化剂1～3份、稀释剂5～20份；在多功能反应釜中，按重量份数100：10：0.1～100：20：0.1加入蓖麻油单硬脂酸甘油酯，六氢苯酐与钛酸四正丁酯；以5℃/min的升温速率升温至190～210℃并持续通入氮气，同时以2000～3000r/min的速率持续搅拌1～2小时；当反应釜中的液体酸值低于5mgKOH/g时停止通入氮气并停止加热与搅拌，冷却至20～30℃得到蓖麻油基改性多元醇。本发明专利技术生产蓖麻油基醇酸树脂具有环境友好、较低粘度、耐擦伤性以及优异附着力的优点。耐擦伤性以及优异附着力的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种蓖麻油基醇酸树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物质资源高附加值利用和醇酸树脂交叉
，尤其涉及一种以蓖麻油为原料生产蓖麻油基醇酸树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业的发展与人类社会的进步，人们对聚合物材料的使用量逐渐增大，而伴随着日趋严重的石油能源危机使传统从石油中合成聚合物的途径变得不被大多数国家看好。绿色可再生发展是人类步入二十一世纪以来一直追寻的目标。在化工领域，生物基材料由于其生产原料的可再生性而为人青睐。目前有很多研究开展了从可再生生物基中提取有效物质替代部分原材料以生产环保的聚合物产品。这些生物基聚合物具有良好的可再生性与环境友好的特点。醇酸树脂由多元醇、多元酸和一元脂肪酸或油通过缩合制备而成，其在用于油漆、表面涂料、粘合剂等方便又广泛地应用。许多报道也已经证明了使用农业原料例如：植物油、碳水化合物、蛋白质、木质素等，作为新的替代品来代替石油原材料。因此采用生物基以替代传统石油中提取的物质来生产醇酸树脂具有极大的现实意义。
[0003]蓖麻树生长快速，广泛生长于非洲的热带森林中，在国内南方各省市也作为经济作物具有广泛的种植基础。蓖麻油中甘油三酯与不饱和链的混合物高达80％，包括共轭二烯、亚油酸、油酸、硬脂酸等物质，是作为有机合成的丰富原材料来源。蓖麻油作为一种天然植物多元醇，所合成的聚合物与石油基聚合物相比具有较好的机械性能、低成本及可再生优势。
[0004]蓖麻油中含有的碳碳双键可进行氧化自交联制备聚合物，但该方法制备的聚合物在实际操作过程中易堵塞且流动性不佳，且蓖麻油分子链中仲羟基的存在使得反应活性较低。因此本专利技术提出：以蓖麻油为原料，合成得到低粘度的蓖麻油改性多元醇，此外还通过醇解得到蓖麻油单硬脂酸甘油酯以提高蓖麻油分子链中羟基的活性，并以此为反应物高效合成低粘度、耐擦伤以及附着力好的蓖麻油基醇酸树脂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种蓖麻油基醇酸树脂及其制备方法，特别是以富含油脂的不可用于烹饪的植物果实，即从蓖麻果实中提取的蓖麻油为原料生产的生物基醇酸树脂。
[0006]本专利技术为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：按重量份数计，所述蓖麻油基醇酸树脂的组成为：蓖麻油单硬脂酸甘油酯20～30份、蓖麻油基改性多元醇10～20份、多元酸20～40份、催化剂1～3份、稀释剂5～20份；所述蓖麻油单硬脂酸甘油酯包括如下步骤：(1)除杂：蓖麻油用无水硫酸钠在一定温度下干燥并过滤除去杂质；(2)酯交换反应：蓖麻油与甘油和己二酸在氢氧化锂催化下得到酯交换产物蓖麻油单硬脂酸甘油酯；所述蓖麻油改性多元醇由蓖麻油单硬脂酸甘油酯与六氢苯酐在180～230℃下由钛酸四正丁酯催化聚合得到。
[0007]进一步的技术方案中，所述的多元酸选自邻苯二甲酸酐、顺酐、衣康酸、癸二酸、对
苯二甲酸的一种或多种。
[0008]进一步的技术方案中，所述的催化剂选自氧化铅、氧化钙、氢氧化锂中的一种或多种。
[0009]进一步的技术方案中，所述的稀释剂选自无水二甲苯、环己酮、200号溶剂油、醋酸丁酯中的一种或多种。
[0010]进一步的技术方案中，步骤(1)：在多功能反应釜中，按重量份数1：0.06～1：0.1加入蓖麻油和无水硫酸钠，通入氮气并升温至50～80℃，同时以2000～3000r/min的速率搅拌1～2小时后停止加热与搅拌，待冷却至20～30℃过滤以去除杂质；步骤(2)：a、在多功能反应釜中，按重量份数100：20：25：0.05～100：50：25：0.05加入蓖麻油、甘油、己二酸和氢氧化锂，通入氮气并以2000～3000r/min的速率搅拌，在180～210℃下保温2～4小时；b、保温时间结束后取反应液与甲醇按重量份数4：1混合，若反应液完全溶于甲醇，倒出反应釜中液体得到蓖麻油单硬脂酸甘油酯。
[0011]进一步的技术方案中，所述的蓖麻油基改性多元醇具体步骤为：
[0012]a、在多功能反应釜中，按重量份数100：10：0.1～100：20：0.1加入蓖麻油单硬脂酸甘油酯，六氢苯酐与钛酸四正丁酯；
[0013]b、以5℃/min的升温速率升温至190～210℃并持续通入氮气，同时以2000～3000r/min的速率持续搅拌1～2小时；
[0014]c、当反应釜中的液体酸值低于5mgKOH/g时停止通入氮气并停止加热与搅拌，冷却至20～30℃得到蓖麻油基改性多元醇。
[0015]改性后得到的蓖麻油基改性多元醇具有较低的粘度，使用该改性的蓖麻油基改性多元醇制备得到的蓖麻油基醇酸树脂也具有较低的粘度，克服在实际操作过程中易堵塞以及流动性不佳的问题。
[0016]进一步的技术方案中，蓖麻油基醇酸树脂的制备方法具体步骤为：a、在多功能反应釜中，按重量份数依次加入蓖麻油基改性多元醇、蓖麻油单硬脂酸甘油酯、多元酸、催化剂与稀释剂并加热至120～130℃。加入的同时以500～800r/min的转速进行搅拌30～60分钟；b、搅拌结束后提高温度至160～190℃进行脱水反应，每隔30分钟取反应液测量其酸值，当酸值低于15mgKOH/g时停止反应；c、停止反应后持续搅拌使反应液分散均匀并使反应釜温度降至40～50℃；d、在10～30kPa下通过减压蒸馏除去稀释剂，倒出剩下的釜液即得到蓖麻油基醇酸树脂。
[0017]通过对蓖麻油的醇解反应可以克服其分子链中仲羟基含量较高的弊端使得合成醇酸树脂的过程更高效，并且使蓖麻油在合成醇酸树脂过程中利用率达到最高。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：(1)本专利技术利用蓖麻油代替石油资源以生产醇酸树脂，与石油基聚合物相比具有较好的机械性能、低成本优势，且可以大大减少对来自石油原材料的依赖，节省能源，有利于可持续发展；
[0019](2)使本专利技术生产的蓖麻油醇酸树脂具较低的粘度、优异的附着力与耐擦伤性能。
具体实施方式
[0020]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。
[0021]实施例1
[0022]在多功能反应釜中，按重量份数1：0.06～1：0.1加入蓖麻油和无水硫酸钠，通入氮气并升温至50～80℃，同时以2000～3000r/min的速率搅拌1～2小时后停止加热与搅拌，待冷却至20～30℃过滤以去除杂质。
[0023]实施例2
[0024]在多功能反应釜中，按重量份数100：20：25：0.05加入实施例1的蓖麻油、甘油、己二酸和氢氧化锂，通入氮气并以2000r/min的速率搅拌，在180℃下保温4小时。保温时间结束后取反应液与甲醇按重量份数4：1混合，当反应液完全溶于甲醇，倒出反应釜中液体得到蓖麻油单硬脂酸甘油酯。
[0025]实施例3
[0026]在多功能反应釜中，按重量份数100：40：25：0.05加入实施例1的蓖麻油、甘油、己二酸和氢氧化锂，通入氮气并以3000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓖麻油基醇酸树脂，其特征在于：按重量份数计，所述蓖麻油基醇酸树脂的组成为：蓖麻油单硬脂酸甘油酯20～30份、蓖麻油基改性多元醇10～20份、多元酸20～40份、催化剂1～3份、稀释剂5～20份；所述蓖麻油单硬脂酸甘油酯包括如下步骤：(1)除杂：蓖麻油用无水硫酸钠在一定温度下干燥并过滤除去杂质；(2)酯交换反应：蓖麻油、甘油及己二酸在氢氧化锂催化下得到酯交换产物蓖麻油单硬脂酸甘油酯；所述蓖麻油改性多元醇由蓖麻油单硬脂酸甘油酯与六氢苯酐在180～230℃下由钛酸四正丁酯催化聚合得到。2.如权利要求1所述的一种蓖麻油基醇酸树脂，其特征在于：所述的多元酸选自邻苯二甲酸酐、顺酐、衣康酸、癸二酸、对苯二甲酸的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种蓖麻油基醇酸树脂，其特征在于：所述的催化剂选自氧化铅、氧化钙、氢氧化锂中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一种蓖麻油基醇酸树脂，其特征在于：所述的稀释剂选自无水二甲苯、环己酮、200号溶剂油、醋酸丁酯中的一种或多种。5.如权利要求1所述的一种蓖麻油基醇酸树脂，其特征在于：包括步骤(1)：在多功能反应釜中，按重量份数1：0.06～1：0.1加入蓖麻油和无水硫酸钠，通入氮气并升温至50～80℃，同时以2000～3000r/min的速率搅拌1～2小时后停止加热与搅拌，待冷却至20～30℃过滤以去除杂质；步骤(2)：a、往多功能反应釜，按重量份数100：20：25：0.05～100：50：25：0.05加入蓖麻油、甘油、己二...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文俊，江瑶，
申请(专利权)人：佛山市国化新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：