一種高性能改性水性醇酸樹(shù)脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種高性能改性水性醇酸樹(shù)脂，特別設(shè)及一種用 于合成水性醇酸漆的高性能改性水性醇酸樹(shù)脂；本發(fā)明還設(shè)及該水性醇酸樹(shù)脂的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水性醇酸樹(shù)脂是由多元醇、多元酸、水性單體、助溶劑和中和劑等制備而出的環(huán)保 型樹(shù)脂。具有原料易得、來(lái)源廣泛、工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單、污染低、品種多樣、用途廣泛等優(yōu)勢(shì)，W 該樹(shù)脂制得的水性涂料具有附著力強(qiáng)、硬度高、耐沖擊性優(yōu)良及VOC排放量極低等特點(diǎn)，因 此受到越來(lái)越多的關(guān)注。水溶性醇酸樹(shù)脂作為一種環(huán)保樹(shù)脂，具有極大的開(kāi)發(fā)研究空間、 廣闊的應(yīng)用前景、巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0003] 水性醇酸樹(shù)脂相比溶劑型醇酸樹(shù)脂具有巨大的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些問(wèn) 題，比如；水性化不完全，貶存穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)分層和沉淀；干燥性差；工藝復(fù)雜而且原 料昂貴等缺陷。
[0004] 為了克服上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)常采用丙締酸、苯己締、聚氨醋、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)娃、 無(wú)機(jī)納米粒子、氣、氯化橡膠、紫膠及磯酸醋等改性水性醇酸樹(shù)脂。上述方法只是解決了部 分問(wèn)題，水性醇酸樹(shù)脂的綜合性能依然存在缺陷，比如：干燥性差，耐高溫性差，阻燃性差 等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決水性醇酸樹(shù)脂干燥性差，耐高溫性差，阻燃性差等 缺陷，本發(fā)明提供了一種高性能改性水性醇酸樹(shù)脂及其制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種高性能改性水性醇酸樹(shù)脂，由W下重量份的組分制成；多元酸30~60份、多 元醇10~20份、水性單體12~26份、密胺樹(shù)脂預(yù)聚物4~10份、助溶劑10~35份、中 和劑2~5份。
[000引使用了多種二元酸和多元酸的混合物，W提高漆膜的干率、硬度及耐水性能；使 用了多種多元醇W提高漆膜的耐水性能和降低生產(chǎn)成本；在配方中加入了多種水性單體W 提高其水溶性，最主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于，使用了蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物對(duì)水性醇酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，W 提高漆膜的耐高溫及阻燃性能。
[0009] 所述多元酸為間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、己二酸、壬二酸、四氨苯酢、六氨苯酢、 1,4-環(huán)己燒二甲酸中的任意一種或任意兩種W上的組合。
[0010] 優(yōu)選的，多元酸為間苯二甲酸、己二酸、四氨苯酢、1,4-環(huán)己燒二甲酸；使用該幾 種多元酸有利于提高水溶性醇酸樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量，W提高漆膜的干率、硬度及耐水性 能。
[0011] 所述多元醇為丙立醇、季戊四醇、山梨醇、S哲甲基丙烷、己二醇、1,6-己二醇、 1，2-丙二醇、新戊二醇中的任意一種或任意兩種W上的組合。
[0012] 優(yōu)選的，多元醇為季戊四醇、=哲甲基丙烷、1，2-丙二醇、新戊二醇。季戊四醇價(jià)格 低廉，=哲甲基丙烷可W提高漆膜的耐水解性能，1，2-丙二醇、新戊二醇則可W平衡部分官 能度。
[0013] 所述水性單體選自偏苯=酸酢、間苯二甲酸-5-橫酸鋼、二哲甲基丙酸、二哲甲基 了酸中的中的任意一種或任意兩種W上按照任意比例的組合。
[0014] 所述蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物為S聚氯胺與甲醒的反應(yīng)摩爾比為1:3~1:5時(shí)制備出的聚 合度較低的線性蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物。
[0015] 密胺樹(shù)脂預(yù)聚物的制備方法如下：
[0016] 聚氯胺、甲醒溶液為基料，立聚氯胺、甲醒溶液的摩爾比為1: 3~1:5,加入適 量水，保持溫度在50~80°C的條件下攬拌反應(yīng)2~化；生成蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物；其中優(yōu)選的， =聚氯胺與甲醒溶液摩爾比為1:3時(shí)，改性效果最佳，原因?yàn)?，在摩爾比較小時(shí)，蜜胺樹(shù)脂 預(yù)聚物聚合度極低，固化后阻燃效果不佳，摩爾比過(guò)高時(shí)，蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物聚合度過(guò)高，粘 度較大，對(duì)漆膜流平性影響較大且漆膜脆性增大易于脫落。蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物中含有大量未 離化、甲基化的胺基、亞胺基及活性哲甲基等官能團(tuán)，易于和醇酸樹(shù)脂體系中的為反應(yīng)完全 的駿基等反應(yīng)，從而將線性密胺樹(shù)脂接枝到醇酸樹(shù)脂鏈中。蜜胺樹(shù)脂中有含有大量N元素 的=嗦環(huán)，具有熱穩(wěn)定性優(yōu)異、阻燃性能好等優(yōu)點(diǎn)，在受到高溫過(guò)程中放出不易燃的含N氣 體，起到隔絕空氣的作用，阻止火勢(shì)的蔓延。
[0017] 所述助溶劑為丙二醇單了離、丙二醇甲離醋酸醋、異丙醇、異了醇、仲了醇中的任 意一種或任意兩種W上的組合。
[0018] 優(yōu)選的，助溶劑為丙二醇單了離、丙二醇甲離醋酸醋。
[0019] 所述中和劑為N-N-二甲基己醇胺。
[0020] 所述的高性能改性水性醇酸樹(shù)脂的制備方法，包括W下步驟：
[0021] (1)依次將各質(zhì)量份的多元酸、多元醇、水性單體加入到反應(yīng)蓋中，在180~230°C 下，醋化反應(yīng)至透明，保溫反應(yīng)至酸值達(dá)40~50m巧OH/g;
[0022](2)降溫至60~80°C，加入相應(yīng)質(zhì)量份的改性劑和助溶劑反應(yīng)3~化；控制溫度 在60~80°C，可W防止密胺樹(shù)脂預(yù)聚物的自聚；
[0023](3)降溫至30~50°C，加入相應(yīng)質(zhì)量份的中和劑并保溫反應(yīng)20~30min，加入去 離子水，攬拌均勻，調(diào)節(jié)固含量至40~60%，出料。
[0024] 干燥性能差主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)水性醇酸樹(shù)脂分子量相對(duì)較低，而我們使用了間苯二 甲酸等多種二元酸及多元酸，可W提高水性醇酸樹(shù)脂的相對(duì)分子量，進(jìn)而解決漆膜干燥 性差的缺陷。醇酸樹(shù)脂本身的物化性質(zhì)決定了其耐高溫性及阻燃性能差，我們通過(guò)添加改 性劑-蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物的方法對(duì)其進(jìn)行改性，蜜胺樹(shù)脂是一種耐高溫性能優(yōu)異的熱固性樹(shù) 月旨，固化后耐高溫性及阻燃性強(qiáng)。
[0025] 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)水性醇酸樹(shù)脂的改性進(jìn)行了一系列研究，包括丙締酸改性、苯己締 改性、環(huán)氧樹(shù)脂改性、聚氨醋改性W及無(wú)機(jī)納米材料改性等，但是W上改性方法都是為了改 善樹(shù)脂的硬度、強(qiáng)度、干燥性能W及提高附著力等，但是還沒(méi)有一種改性方法在提高樹(shù)脂綜 合性能的同時(shí)可W大幅度提高醇酸樹(shù)脂的耐高溫及阻燃性能，本申請(qǐng)W蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物為 改性劑，制備出的改性水性醇酸樹(shù)脂耐高溫及阻燃性能優(yōu)異。
[0026] 有益效果；本發(fā)明提供的高性能改性水性醇酸樹(shù)脂制備工藝簡(jiǎn)單，原料價(jià)廉易得， 性能優(yōu)異。不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，而且提高了耐高溫性能和阻燃性能，擴(kuò)大了其應(yīng)用 范圍，適用于制備各種類型的水性醇酸樹(shù)脂涂料。
[0027] 為了更好的了解本發(fā)明的技術(shù)方案，W下通過(guò)具體的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)論述。 具體實(shí)施例
[00測(cè)實(shí)施例1
[0029] 高性能改性水性醇酸樹(shù)脂，由W下重量份的組分制成：間苯二甲酸12份、己二酸9 份、四氨苯酢5份、1，4-環(huán)己燒二甲酸7份淳戊四醇4份、S哲甲基丙烷4份、1，2-丙二醇 6份、新戊二醇2份；偏苯=酸酢7份、二哲甲基丙酸6份；蜜胺樹(shù)脂預(yù)聚物8份，=聚氯胺 與甲醒反應(yīng)摩爾比為1:3 ;丙二醇單了離12份、丙二醇甲離醋酸醋5份；N-N-二甲基己醇胺 4份。
[0030] 其制備方法，包括W下步驟：
[0031] (1)依次將各質(zhì)量份的多元醇、多元酸、水性單體加入到反應(yīng)蓋中，在220°c下，醋 化反應(yīng)至透明，保溫反應(yīng)至酸值達(dá)45m巧OH/g;
[0032] (2)降溫至60°C，加入相應(yīng)質(zhì)量份的改性劑和助溶劑反應(yīng)化；
[003引 做降溫至40。加入相應(yīng)質(zhì)量份的中和劑并保溫反應(yīng)30min，加入去離子水，攬 拌均勻，調(diào)節(jié)固含量至60 %，出料。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 高性能改性水性醇酸樹(shù)脂，由W下重量份的組分制成：間苯二甲酸4份、己二酸4 份、四氨苯酢32份、1，4-環(huán)己燒二甲酸7份、;季戊四醇5份、S哲甲基丙烷6份、1，2-丙二 醇5份、新戊二醇4份；偏苯=酸酢5份