一种改良水性醇酸树脂及制备方法
【专利摘要】本发明提供的一种水性醇酸树脂，至少由以下重量份的组分制成：脂肪酸31-42份、精对苯二甲酸8-15份、间苯二甲酸1-3份、三羟甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油树脂4-l0份、助溶剂10-38份、有机胺2-4份、次磷酸0.08-0.12份。本发明还提供了上述水性醇酸树脂的制备方法。该水性醇酸树脂制备工艺简单，采用精对苯二甲酸代替大部分间苯二甲酸，以次磷酸为催化剂，不仅大大降低了生产成本，而且性能优异，使用该水性醇酸树脂制得的成漆各项指标超过市售水性醇酸漆，同时，其应用范围广，不仅可做底漆，亦可作面漆，适用于木材及金属表面涂装。
【专利说明】一种改良水性醇酸树脂及制备方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种单组分水性醇酸涂料用改良水性醇酸树脂及制备方法，特别涉及 一种利用精对苯二甲酸替代大部分间苯二甲酸，以次磷酸为酯化催化剂，加入改性石油树 脂制备的改良的水性醇酸树脂及方法。 【背景技术】
[0002] 水性醇酸涂料具有原料易得、来源广泛、工艺和设备简单、污染低、品种多样、用途 广泛等优势，因此受到越来越多的关注。然而，尽管国内已有多家厂商生产，但销量都不大， 究其原因，一方面由于消费者对水性醇酸树脂涂料持怀疑态度，更重要的是，市售水性醇酸 树脂涂料的价位较高（比油性的高1-3倍）。现有水性醇酸树脂的制备方法上通常采用 在催化剂丁基锡存在下，高碘值脂肪酸、间苯二甲酸、三羟甲基丙烷催化酯化后，以顺酐、偏 酐、丙烯酸或苯乙烯进行改性，再以胺中和制得，其生产周期较长，成本高。
[0003] 为此探索采用价格较低的代用原料以及更有效的催化剂以缩短生产周期、降低成 本是对水性醇酸树脂改进的一个重要方面。
【发明内容】
[0004] 发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以精对苯二甲 酸代替大部分间苯二甲酸，以次磷酸为催化剂，加入改性石油树脂改性的水性醇酸树脂及 其制备方法。
[0005] 技术方案：本发明提供的一种水性醇酸树脂，至少由以下重量份的组分制成：月旨 肪酸31-42份、精对苯二甲酸8-15份、间苯二甲酸1-3份、三羟甲基丙烷10-20份、偏苯三 酸酐2-4份、改性石油树脂4-10份、助溶剂10-38份、有机胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份。
[0006] 作为优选，所述脂肪酸可以是亚麻油酸或脱水蓖麻油酸。
[0007] 作为另一种优选，所述改性石油树脂为由石油树脂与顺酐加成反应而制得的硬树 月旨，更优选地，所述改性石油树脂为碘值120-150gl/100g的石油树脂与顺酐加成反应的物 质，软化点：110-130°C，酸值 55-65mgK0H/g。
[0008] 作为另一种优选，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丁醇。
[0009] 作为另一种优选，所述有机胺为三乙胺或氨水。
[〇〇1〇] 本发明还提供了上述水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)220-25(TC (优选235-248°C )，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲 酸、间苯二甲酸、三羟甲基丙烷酯化反应至透明；保温至酸值l〇mg KOH/g以下，反应温度过 低会导致反应周期变长，并影响树脂透明度；反应温度过高，可缩短生产周期，但会导致控 制困难；
[0012] (2)降温至150-160°C (优选155°C )，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达 45-55mgK0H/g，加入改性石油树脂保温反应至全溶，降温至110-130°C (优选120°C )，加入 助溶剂；
[0013] (3)降温至40-60°C (优选50°C )，加入有机胺保温反应10-20min，加入去离子水 混匀，即得。
[0014] 其中，各物料的重量份分别为：脂肪酸31-42份、精对苯二甲酸8-15份、间苯二甲 酸1-3份、三羟甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油树脂4-10份、助溶剂10-38 份、有机胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份，去离子水的量根据成漆需要确定。
[0015] 有益效果：本发明提供的水性醇酸树脂制备工艺简单，采用精对苯二甲酸（8450 元/吨）代替大部分间苯二甲酸（13400元/吨），以次磷酸为催化剂（现市售水性醇酸树 脂的制备以丁基锡为酯化催化剂），不仅大大降低了生产成本，而且性能优异，使用该水性 醇酸树脂制得的成漆各项指标超过市售水性醇酸漆，同时，其应用范围广，不仅可做底漆， 亦可作面漆，适用于木材及金属表面涂装。 【具体实施方式】
[0016] 本发明使用的改性石油树脂为碘值120-150gl/100g的石油树脂与顺酐加成反应 的物质，其软化点：110-130°C，酸值55-65mgK0H/g。
[0017] 实施例1
[0018] 水性醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：亚麻油酸31份、精对苯二甲酸15份、间 苯二甲酸1份、三羟甲基丙烷10份、偏苯三酸酐4份、改性石油树脂4份、助溶剂10份、氨 水4份、次磷酸0.08份。
[〇〇19] 所述助溶剂为乙二醇丁醚。
[0020] 其制备方法，包括以下步骤：
[0021] (1) 220°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，且酸值在10mgK0H/g以下；
[0022] (2)降温至160°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达45mg KOH/g，加入改性石油 树脂保温反应至全溶，降温至130°C，加入助溶剂；
[0023] (3)降温至60°C，加入有机胺保温反应lOmin，加入去离子水混匀，即得。
[0024] 实施例2
[0025] 水性醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：脱水蓖麻油酸42份、精对苯二甲酸8 份、间苯二甲酸3份、三羟甲基丙烷20份、偏苯三酸酐2份、改性石油树脂10份、助溶剂38 份、氨水2份、次磷酸0. 12份。
[0026] 所述助溶剂为乙二醇丁醚。
[0027] 其制备方法，包括以下步骤：
[0028] (1) 250°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0029] (2)降温至150°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达55mg ΚΟΗ/g，加入改性石油 树脂保温反应至全溶，降温至ll〇°C，加入助溶剂；
[0030] (3)降温至40°C，加入有机胺保温反应20min，加入去离子水混勻，即得。
[0031] 实施例3
[0032] 水性醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：亚麻油酸36份、精对苯二甲酸12份、间 苯二甲酸2份、三羟甲基丙烷15份、偏苯三酸酐3份、改性石油树脂7份、助溶剂25份、三 乙胺3份、次磷酸0.10份。
[〇〇33] 所述助溶剂为乙二醇丁醚。
[〇〇34] 其制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1) 240°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0036] (2)降温至155°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达50K0H/g，加入改性石油树 脂保温反应至全溶，降温至120°C，加入助溶剂；
[0037] (3)降温至50°C，加入有机胺保温反应15min，加入去离子水混匀，即得。
[0038] 实施例4
[0039] 水性醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：亚麻油酸31份、精对苯二甲酸8份、间 苯二甲酸3份、三羟甲基丙烷12份、偏苯三酸酐2份、改性石油树脂5份、助溶剂37份、三 乙胺2份、次磷酸0.08份。
[0040] 所述助溶剂为丙二醇丁醚。
[0041] 其制备方法，包括以下步骤：
[0042] (1) 248°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0043] (2)降温至155°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达50mg KOH/g，加入改性石油 树脂保温反应至全溶，降温至120°C，加入助溶剂；
[0044] (3)降温至50°C，加入有机胺保温反应15min，加入去离子水调至50%固含量，混 匀，即得。
[0045] 实施例5
[0046] 水性醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：脱水蓖麻油酸41份、精对苯二甲酸14 份、间苯二甲酸1份、三羟甲基丙烷18份、偏苯三酸酐3. 5份、改性石油树脂9份、助溶剂10 份、三乙胺3. 5份、次磷酸0. 11份。
[〇〇47] 所述助溶剂为丁醇。
[0048] 其制备方法，包括以下步骤：
[0049] (1) 235°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，酸值在10mgK0H/g以下；
[0050] (2)降温至155°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达45-55mg ΚΟΗ/g，加入改性石 油树脂保温反应至全溶，降温至120°C，加入助溶剂；
[0051] (3)降温至50°C，加入有机胺保温反应10_20min，加入去离子水混勻，即得。
[0052] 本发明树脂与水性醇酸树脂及成漆经济技术指标对比数据如下：
[0053] 表1树脂的成本对比
[0054]
【权利要求】
1. 一种改良水性醇酸树脂，其特征在于：至少由以下重量份的组分制成：脂肪酸31-42 份、精对苯二甲酸8-15份、间苯二甲酸1-3份、三羟甲基丙烷10-20份、偏苯三酸酐2-4份、 改性石油树脂4-10份、助溶剂10-38份、有机胺2-4份、次磷酸0. 08-0. 12份。
2. 根据权利要求1所述的一种改良水性醇酸树脂，其特征在于：所述脂肪酸可以是亚 麻油酸或脱水蓖麻油酸。
3. 根据权利要求1所述的一种改良水性醇酸树脂，其特征在于：所述改性石油树脂为 由石油树脂与顺酐加成反应而制得的硬树脂。
4. 根据权利要求1所述的一种改良水性醇酸树脂，其特征在于：所述助溶剂为乙二醇 丁醚、丙二醇丁醚、丁醇。
5. 根据权利要求1所述的一种改良水性醇酸树脂，其特征在于：所述有机胺为三乙胺 或氨水。
6. 权利要求1至5任一项所述的改良水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于：包括以 下步骤： (1) 220-250°C，在催化剂次磷酸存在下，脂肪酸、精对苯二甲酸、间苯二甲酸、三羟甲基 丙烷酯化反应至透明，且酸值在l〇mgKOH/g以下； (2) 降温至150-160°C，加入偏苯三酸酐保温反应至酸值达45-55mg KOH/g，加入改性石 油树脂保温反应至全溶，降温至110-130°C，加入助溶剂； (3) 降温至40-60°C，加入有机胺保温反应10_20min，加入去离子水混匀，即得。
7. 根据权利要求6所述的改良水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于：各物料的重 量份分别为：脂肪酸31-42份、精对苯二甲酸8-15份、间苯二甲酸1-3份、三羟甲基丙烷 10-20份、偏苯三酸酐2-4份、改性石油树脂4-10份、助溶剂10-38份、有机胺2-4份、次磷 酸 0.08-0. 12 份。
【文档编号】C08G63/87GK104059219SQ201410232530
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】杨树民 申请人:山东奔腾漆业股份有限公司