專利名稱：陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體及其制備方法和應用。
背景技術：
雙組分聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、附著力強、耐磨性好以及耐化學品、耐候性好等優(yōu)越性能，廣泛應用于木器家具、汽車涂飾和建筑等方面。隨著人們環(huán)保意識的提高和環(huán)保法規(guī)的健全，傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯涂料中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)的排放量愈來愈受到嚴格限制。水性涂料以水為分散介質(zhì)，具有不燃、無毒、不污染環(huán)境和節(jié)省能源等優(yōu)點。雙組分水性聚氨酯涂料將雙組分溶劑型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相結(jié)合， 已成為國內(nèi)外涂料研究的熱點。雙組分水性聚氨酯涂料是由含-OH基團的水性多元醇組分與含-NC0基團的低黏度多異氰酸酯組分組成，其涂膜性能主要由羥基樹脂的組成和結(jié)構(gòu)決定。目前用于雙組分水性聚氨酯體系的羥基組分一般為聚酯多元醇、丙烯酸酯多元醇和聚氨酯多元醇等，國內(nèi)外研究較多。美國專利US5387642報道了在水性聚氨酯分散體的合成工藝中，采用過量的羥基單體即可獲得羥基聚氨酯多元醇分散體，但羥基的官能度較低。世界專利W099/60046報道了由2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己基二甲酸、1，4_環(huán)己基二甲醇與偏苯三酸酐縮合，再以二甲基乙醇胺中和制備雙組分水性聚氨酯用耐水解聚酯多元醇的方法。通過將丙烯酸聚合物接枝到聚酯的分子鏈上，制備聚酯-丙烯酸復合多元醇分散體，提高了聚酯鏈的耐水解性。Bayer公司專利US5336711 采用鄰苯二甲酸(酐)、三羥甲基丙烷、馬來酸酐、己二醇及新戊四醇等縮合制備含不飽和基團的聚酯多元醇，再在聚酯多元醇中添加甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羥乙酯，自由基引發(fā)合成聚酯-丙烯酸酯復合多元醇，二甲基乙醇胺中和，分散于水中獲得羥值 130mg/g、酸值^mg/g的聚合物多元醇水分散體。隨著石油資源的日趨短缺和環(huán)境問題的日益突出，以生物質(zhì)可再生資源制備環(huán)境友好型高分子材料越來越受到人們的重視。萜烯-馬來酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂(TME) (CN1034211)及氫化萜烯-馬來酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂(HTME) (CN101054437A)是分別以天然松節(jié)油或合成樟腦的副產(chǎn)物雙戊烯與馬來酸酐的加成物萜烯馬來酐(TMA)及其氫化產(chǎn)物氫化萜烯馬來酸酐(HTMA)為原料合成的萜烯基環(huán)氧樹脂，是天然可再生資源的化學深加工產(chǎn)物，其化學結(jié)構(gòu)中都包含橋環(huán)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的機械力學性能和耐熱、耐化學性能。本專利申請人在合成了上述萜烯基環(huán)氧樹脂的基礎上，制備了非離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇(CN101914194A)和陽離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇水分散體(CN101701059A)， 并報道了它們作為水性羥基組分與聚異氰酸酯交聯(lián)制備雙組分水性聚氨酯的用途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體及其制備方法和用途。該方法利用天然可再生資源萜烯制備的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體與親水改性的聚二異氰酸酯反應形成的聚氨酯聚合物性能優(yōu)良。本發(fā)明的技術方案為一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，以萜烯基環(huán)氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，制得的產(chǎn)物用堿中和后直接分散在水中， 得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺的羥值130 160mg/g、胺值70 140mg/g，水分散體的Z 均粒徑大小20 80nm、黏度100 IOOOmPa · s (25°C，30%固含量)；所述的萜烯基環(huán)氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值 0. 32 0. 39mol/100g。制備所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺是以萜烯基環(huán)氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，再用堿中和后直接分散在水中得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，所述的萜烯基環(huán)氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值0. 32 0. 39mol/100g ；所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺的制備過程為
權利要求
1.一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，其特征在于，以萜烯基環(huán)氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，制得的產(chǎn)物用堿中和后直接分散在水中，得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺的羥值130 160mg/g、胺值70 140mg/g，水分散體的Z均粒徑大小 20 80nm、黏度100 IOOOmPa -s(25°C，30%固含量)；所述的萜烯基環(huán)氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值0. 32 0.39mol/100g。
2.制備權利要求1所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特征在于，所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺是以萜烯基環(huán)氧樹脂與對氨基苯甲酸在有機溶劑中反應，再用堿中和后直接分散在水中得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體，所述的萜烯基環(huán)氧樹脂為萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂或氫化萜烯馬來酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值0. 32 0. 39mol/100g ；所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺的制備過程為
3.如權利要求2所述的制備陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的制備方法， 其特征在于，對氨基苯甲酸的用量為萜烯基環(huán)氧樹脂質(zhì)量的30 50%。
4.如權利要求2所述的制備陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特征在于，所述的有機溶劑為丙酮或丁酮。
5.如權利要求2所述的制備陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特征在于，反應溫度為60 100°C，反應時間為3 IOh。
6.如權利要求2所述的制備陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體的方法，其特征在于，中和是使用三乙胺、氨水、N，N- 二甲基乙醇胺中的任意一種堿性物質(zhì)。
7.權利要求1所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體在制備雙組分水性聚氨酯涂料、黏合劑及聚合物材料中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體及其制備方法和用途。以TME或HTME與PABA反應，獲得多元醇胺產(chǎn)物T-PABA或HT-PABA，用堿中和后直接分散在水中得到自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體。該多元醇胺水分散體在制備雙組分水性聚氨酯涂料、黏合劑及聚合物材料中的應用。該制造方法簡便，無需高速攪拌就能得到穩(wěn)定的自乳化水分散體。多元醇胺化合物的羥值、胺值隨PABA的用量可調(diào)。本發(fā)明通過在陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺分子結(jié)構(gòu)中引入仲胺基和苯環(huán)，顯著提高了自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹脂多元醇胺水分散體與異氰酸酯交聯(lián)得到的聚氨酯的硬度和光澤度。
文檔編號C08J3/03GK102516561SQ20111040774
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者吳國民, 孔振武, 陳健, 霍淑平 申請人:中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所