本發(fā)明涉及水性涂料領(lǐng)域,尤其涉及一種水性醇酸樹脂及其制備方法。
背景技術(shù):
水性醇酸樹脂是由多元醇、多元酸與植物油(酸)或其他脂肪酸經(jīng)酯化、縮聚而成的高酸值低粘度樹脂。該樹脂用有機胺中和后制得的水性涂料具有附著力強、硬度高、耐沖擊以及voc排放量低等優(yōu)點。
水溶性樹脂能在水中溶解,主要原因是在分子鏈上帶有親水性基團。但是,正是由于水性涂料存在這些親水基團,使它比同類型的溶劑涂料的濕附著力要遜色得多,即在潮濕的環(huán)境中容易失去粘性而脫落,這就限制了水溶性涂料的應用范圍??梢姼倪M水性涂料的濕附著力是十分迫切的。
在申請?zhí)枮閏n201510797258.3的中國專利中,公開了一種耐候性、耐水性好的水性醇酸樹脂,該專利通過脂肪酸法制得醇酸樹脂,并通過環(huán)氧基有機硅氧烷中的環(huán)氧基與醇酸樹脂分子鏈中的醇羥基、羧基進行反應,從而將有機硅氧烷鏈段引入到水性醇酸樹脂體系中,合成了耐水性、防污性、耐候性、滑爽性及防腐性均優(yōu)良的水性環(huán)氧基有機硅氧烷改性醇酸樹脂。但是在實際使用中,該醇酸樹脂濕附著力仍有待進一步的提升。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的之一在于提供一種水性醇酸樹脂的制備方法,制得的水性醇酸樹脂具有良好的耐水性。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種水性醇酸樹脂,其具備良好的耐水性。
本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種水性醇酸樹脂制備方法,包括以下步驟:
s1.將40~50質(zhì)量份的亞麻油酸、5~6質(zhì)量份的苯甲酸、11~13質(zhì)量份的二元酸、9~12質(zhì)量份的多元醇、0~3質(zhì)量份的二甲苯加入反應釜進行反應,當反應物的酸價達到7mgkoh/g~15mgkoh/g時,進入步驟s2;
s2.加入3~4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及0~2質(zhì)量份的二甲苯,當反應物的酸價達到35mgkoh/g~40mgkoh/g時,進入步驟s3;
s3.加入5~10質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉,反應20min~50min后進入步驟s4;
s4.加入25~30質(zhì)量份的助溶劑,攪拌均勻,得到產(chǎn)品。
優(yōu)選地,所述步驟s1中的多元醇選自季戊四醇、三羥甲基丙烷、丙三醇中的一種或幾種。
優(yōu)選地,所述步驟s1中的二元酸選自間苯二甲酸、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐中的一種或幾種。
優(yōu)選地,所述步驟s4中,助溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一種或幾種。
優(yōu)選地,所述步驟s1中各原料加入反應釜后,攪拌升溫至160~180℃,反應3~4小時,然后升溫至200~210℃,反應5~6小時,當反應物的酸價達到7mgkoh/g~15mgkoh/g時,進入步驟s2;所述步驟s2中,先降溫至160~170℃,然后加入偏苯三酸酐和二甲苯,再升溫至175~185℃,反應1~2小時,當反應物的酸價達到35mgkoh/g~40mgkoh/g時,進入步驟s3;所述步驟s3中,先降溫至140℃,加入二異辛基琥珀磺酸鈉,保溫20~50min,然后進入步驟s4;所述步驟s4中,加入助溶劑,然后降溫至100~120℃,攪拌均勻,得到產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種水性醇酸樹脂,通過以下步驟制備:
s1.將40~50質(zhì)量份的亞麻油酸、5~6質(zhì)量份的苯甲酸、11~13質(zhì)量份的二元酸、9~12質(zhì)量份的多元醇、0~3質(zhì)量份的二甲苯加入反應釜進行反應,當反應物的酸價達到7mgkoh/g~15mgkoh/g時,進入步驟s2;
s2.加入3~4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及0~2質(zhì)量份的二甲苯,當反應物的酸價達到35mgkoh/g~40mgkoh/g時,進入步驟s3;
s3.加入5~10質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉,反應20min~50min后進入步驟s4;
s4.加入25~30質(zhì)量份的助溶劑,攪拌均勻,得到產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的耐水性好的水性醇酸樹脂具有以下有益效果:
(1)在水性醇酸樹脂中引入了二異辛基琥珀磺酸鈉,減少了水溶性單體偏苯三酸酐的使用,提高了水性醇酸樹脂的耐水性;
(2)由于二異辛基琥珀磺酸鈉為陰離子型潤濕劑,使得本發(fā)明的水性醇酸樹脂涂膜與金屬底材之間形成致密的底層,有利于減少水分對底材的侵蝕;
(3)由于水性醇酸樹脂的耐水性好,對金屬底材具有較好的附著力,因此在涂膜泡水時,不容易起泡或脫落。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式,對本發(fā)明做進一步描述,需要說明的是,在不相沖突的前提下,以下描述的各實施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實施例。
[實施例1]
一種水性醇酸樹脂的制備方法,包括以下步驟:
s1.將40質(zhì)量份的亞麻油酸、5質(zhì)量份的苯甲酸、11質(zhì)量份的二元酸、9質(zhì)量份的多元醇、1質(zhì)量份的二甲苯加入反應釜,攪拌升溫至160~180℃,反應3~4小時,然后升溫至200~210℃,反應5~6小時,當反應物的酸價達到7mgkoh/g時,進入步驟s2;
s2.先降溫至160~170℃,然后加入3質(zhì)量份的偏苯三酸酐和1質(zhì)量份的二甲苯,再升溫至175~185℃,反應1~2小時,當反應物的酸價達到35mgkoh/g時,進入步驟s3;
s3.先降溫至140℃,然后加入5質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉,保溫20min~50min,然后進入步驟s4;
s4.加入25質(zhì)量份的助溶劑,然后降溫至100~120℃,攪拌均勻,得到產(chǎn)品。
其中二甲苯的作用主要是促進酯化反應向正反應反向進行。即使不添加二甲苯,上述制備方法也能夠得到產(chǎn)物。
其中二元酸選自間苯二甲酸、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐中的一種或幾種。多元醇選自季戊四醇、三羥甲基丙烷、丙三醇中的一種或幾種。助溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一種或幾種。
[實施例2]
其制備方法參考實施例1,實施例2與實施例1的區(qū)別在于:步驟s1中加入50質(zhì)量份的亞麻油酸、6質(zhì)量份的苯甲酸、13質(zhì)量份的二元酸、12質(zhì)量份的多元醇、2質(zhì)量份的二甲苯;步驟s2中加入4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及2質(zhì)量份的二甲苯;步驟s3中,加入8質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉;步驟s4中加入30質(zhì)量份的助溶劑。
[實施例3]
其制備方法參考實施例1,實施例5與實施例1的區(qū)別在于:步驟s1中加入50質(zhì)量份的亞麻油酸、6質(zhì)量份的苯甲酸、13質(zhì)量份的二元酸、12質(zhì)量份的多元醇2質(zhì)量份的二甲苯;步驟s2中加入4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及3質(zhì)量份的二甲苯;步驟s3中,加入8質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉;步驟s4中加入30質(zhì)量份的助溶劑。
[實施例4]
其制備方法參考實施例1,實施例3與實施例1的區(qū)別在于:步驟s1中加入50質(zhì)量份的亞麻油酸、6質(zhì)量份的苯甲酸、13質(zhì)量份的二元酸、12質(zhì)量份的多元醇、0質(zhì)量份的二甲苯;步驟s2中加入4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及0質(zhì)量份的二甲苯;步驟s3中,加入10質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉;步驟s4中加入30質(zhì)量份的助溶劑。
[實施例5]
其制備方法參考實施例1,實施例4與實施例1的區(qū)別在于:步驟s1中加入45質(zhì)量份的亞麻油酸、6質(zhì)量份的苯甲酸、12質(zhì)量份的二元酸、10質(zhì)量份的多元醇、1質(zhì)量份的二甲苯;步驟s2中加入4質(zhì)量份的偏苯三酸酐以及1質(zhì)量份的二甲苯;步驟s3中,加入8質(zhì)量份的二異辛基琥珀磺酸鈉;步驟s4中加入30質(zhì)量份的助溶劑。
[實施例6]
其制備方法參考實施例1,實施例6與實施例1的區(qū)別在于:步驟s1中,當反應物的酸價達到15mgkoh/g時,進入步驟s2;步驟s2中,當反應物的酸價達到40mgkoh/g時,進入步驟s3。
[實施例7]
其制備方法參考實施例1,實施例7與實施例1的區(qū)別在于:步驟s3中二異辛基琥珀磺酸鈉的添加量為8質(zhì)量份。
[實施例8]
其制備方法參考實施例1,實施例8與實施例1的區(qū)別在于:步驟s3中二異辛基琥珀磺酸鈉的添加量為10質(zhì)量份。
[對比例1]
一種水性醇酸樹脂的制備方法,包括以下步驟:
a.將40質(zhì)量份的亞麻油酸、5質(zhì)量份的苯甲酸、11質(zhì)量份的二元酸、9質(zhì)量份的多元醇、2質(zhì)量份的二甲苯加入反應釜,攪拌升溫至160~180℃,反應3~4小時,然后升溫至200~210℃,反應5~6小時,當反應物的酸價達到7mgkoh/g~15mgkoh/g時,進入步驟b;
b.先降溫至160~170℃,然后加入7質(zhì)量份的偏苯三酸酐和1質(zhì)量份的二甲苯,再升溫至175~185℃,反應1~2小時,當反應物的酸價達到35mgkoh/g~40mgkoh/g時,進入步驟c;
c.降溫至140℃,加入25質(zhì)量份的助溶劑,然后降溫至100~120℃,攪拌均勻,得到產(chǎn)品。
將實施例1-8以及對比例1制得的水性醇酸樹脂應用于水性工業(yè)防腐涂料中,將其與有機胺中和,制得水性工業(yè)漆,采用噴涂方式涂覆于標準馬口鐵版表面,室溫放置7天后,鐵板表面形成厚度為25~30μm的涂膜,然后進行各項性能的測試。依據(jù)gb/t1728對干燥性能進行測試,依據(jù)gb/t1720-1988對附著力等級進行測試,依據(jù)gb/t1733-93對耐水性進行測試,測試數(shù)據(jù)見表1。從表1的數(shù)據(jù)可以看出,與對比例1相比,實施例1-3的涂膜干燥性能、附著力以及耐水性都有提升。尤其在耐水性以及附著力上,添加了二異辛基琥珀磺酸鈉的涂膜與未添加二異辛基琥珀磺酸鈉的涂膜相比有大幅的提升。
表1
上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍,本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。