本发明属于工业漆、涂料领域,具体涉及一种环保型快干高固含醇酸树脂及其制备方法。
背景技术:
醇酸树脂是重要的涂料用树脂,是由多元醇、多元酸和脂肪酸通过酯化缩聚反应而合成;醇酸树脂是涂料中应用较广的一种合成树脂,也是目前我国应用最广的合成树脂之一,它价格便宜,施工简单、原料来源丰富、能溶解于多种有机溶剂,适用于一切木材、金属表面防护涂装。对颜料、填料等有较好的润湿和分散性、光泽和丰满度都非常优良,并可与多种其他树脂互溶,通过改性可制得不同性能的醇酸树脂漆。
随着人们对环境要求的提高,为了减少环境的污染,人们开始大力发展“绿色涂料”。提高固体份,降低有机溶剂的使用是一种最好的方法,近几年,涂料及相关领域的技术人员热衷于对醇酸树脂的研究,但大多数的醇酸树脂还存在诸多问题,当醇酸树脂固体份高时树脂粘度大,天气寒冷时,存在干燥慢的缺点。
因此,研究一种高固体份,干燥快综合性能比较好的醇酸树脂,显得尤为重要。
技术实现要素:
针对上述问题,本发明提供一种环保型快干高固含醇酸树脂及其制备方法,该醇酸树脂无苯、低毒、低成本、高固含、并且属于环保型涂料,适合大量的推广使用。
为了实现上述目的,本发明提供的醇酸树脂,由下列原料按质量百分比组成:豆油酸14%-16%,二聚酸14%-16%,邻苯二甲酸酐20%-25%,季戊四醇5%-7%,一缩二乙二醇7%-9%,间苯二甲酸10%-15%,二甲苯2%-5%,环保型溶剂12-30%。
所述的二聚酸采购于江苏永林油脂化工有限公司,所述的邻苯二甲酸酐采购于哈尔滨化工五厂,所述的环保型溶剂为丙二醇甲醚。
为了实现上述目的,本发明还提供该醇酸树脂的制备方法,具体如下。
步骤1、在白钢做的5吨反应釜中,首先缓慢投入豆油酸,二聚酸,投料后用氮气吹扫投料管道1分钟,避免投料管道积液;开动搅拌后,投入邻苯二甲酸酐、季戊四醇、一缩二乙二醇和间苯二甲酸,再用氮气吹扫投料斗2分种,将残留在气动阀上的粉料吹干净,关闭投料阀门。
步骤2、打开热油调节系统,升温至150-160℃时,打开回流阀,开启冷却水,缓慢将回流二甲苯投入反应锅后,关闭溶剂入口阀,升温至180±2℃,保温回流2h,以后每隔 1h,升10℃,最高酯化温度不超过245℃。
步骤3、保温3小时后开始测酸值、粘度;每一小时检测一次。
步骤4、检测至树脂格氏粘度达50秒、酸值达到4mgKOH/g后,视为合格,降温至180℃,密切注视锅内物料情况下,排料至加入环保型溶剂的兑稀锅;兑稀锅物料搅拌均匀,降温至80℃以下进行压滤,检验树脂固体份在70±2%范围,酸价≤4mgKOH/g,细度≤15μm,涂-4/25℃粘度160-200秒,铁钴比色≤4#,树脂达到指标,入库。
本发明具备的有益效果。
本发明避免了传统醇酸树脂固体份高时,树脂粘度很大的缺点;因其粘度低,在用此树脂生产色漆时,不必加入太多溶剂,这样色漆在刷涂或喷涂时,成膜物多,漆膜保色保光性好;同时解决了传统醇酸树脂在低温时干燥慢的问题,用此树脂生产的色漆在环境温度5±2℃条件下,表干15分钟,实干8小时;而传统醇酸树脂生产的色漆在环境温度5±2℃条件下,表干5小时,实干24小时。
本发明的环保型快干高固含醇酸树脂采用碘值为120的豆油酸和碘值为140的二聚酸熬制的醇酸树脂,具有高固体份,粘度低的特点,一缩二乙二醇代替一部分季戊四醇,间苯二甲酸代替一部分邻苯二甲酸酐,这样用普通的原料即可解决了醇酸树脂干燥慢的技术问题,又因固含高,不需要使用大量的有机溶剂,既节约资源又减少了环境污染,可有效降低整个体系的VOC含量及有机物的挥发,可以在油漆、涂料、油墨等领域得到广泛应用,是一种现有水性醇酸涂料所无法替代的、具有市场发展前景的环境友好型涂料。其中,用间苯二甲酸代替一部分邻苯二甲酸而言,间苯二甲酸具有较小的空间位阻,易于进行反应,形成具有较高均分子量的树脂,使这种树脂可进一步与其它树脂交联,形成坚韧的漆膜;在醇酸树脂主链上,以相当部分的间苯二甲酸代替邻苯二甲酸的位置,降低了相邻游离羟基的反应活性,又增加的刚性苯环,加快了体系在空气中自干的速度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例 1。
醇酸树脂由下列原料按质量百分比组成:豆油酸16%,二聚酸16%,邻苯二甲酸酐20%,季戊四醇5%,一縮二乙二醇9%,间苯二甲酸10%,回流二甲苯2%,环保型溶剂丙二醇甲醚22%。
所述的豆油酸购自于齐齐哈尔华益油脂有限公司,二聚酸购自于江苏永林油脂化工有限公司,邻苯二甲酸酐购自于哈尔滨化工五厂,季戊四醇购自于济南银河化工有限公司,间苯二甲酸购自于湖北鑫银河化工有限公司,丙二醇甲醚购自于江苏华伦化工有限公司,一缩二乙二醇购于润仓(青岛/烟台)化工有限公司,回流二甲苯购自于吉林化工股份有限公司。
制备方法如下。
步骤1、首先在装有温度计、搅拌器、回流冷凝装置以及氮气导入管的白钢反应釜中缓慢投入豆油酸,二聚酸投料后用氮气吹扫投料管道1分钟,避免投料管道积液;开动搅拌后,投入邻苯二甲酸酐、季戊四醇、一缩二乙二醇、间苯二甲酸,再用氮气吹扫投料斗2分种,将残留在气动阀上的粉料吹干净,关闭投料阀门。
步骤2、打开热油调节系统,升温至150-160℃时,打开回流阀,开启冷却水,缓慢将回流二甲苯投入反应锅后,关闭溶剂入口阀,升温至180±2℃,保温回流2h,以后每隔 1h,升10℃,最高酯化温度不超过245℃。
步骤3、保温3小时后呈现浅黄色透明粘稠液体,开始测酸值、粘度、每一小时测一次,至树脂格氏粘度/25℃达50秒、酸值4mgKOH/g,固体份70%。
步骤4、检测合格后,降温至180℃,密切注视锅内物料情况下,排料至加入环保型溶剂丙二醇甲醚的兑稀锅;兑稀锅物料搅拌均匀,降温至80℃以下进行压滤,检验树脂固体份在70±2%范围,酸价≤4mgKOH/g,细度≤15μm,涂-4/25℃粘度160-200秒,铁钴比色≤4#,树脂达到上述指标,合格后,入库。
用上述制备的环保型快干高固含醇酸树脂制成快干醇酸磁漆,其原料组成如下:快干高固含醇酸树脂65%,钛白24%,108润湿分散剂0.5%,202P防沉剂0.3%,碳酸二甲酯9.2%,甲乙酮肟防结皮剂0.1%,复合催干剂W-2000C0.9%。
所述的钛白购自于沈阳亿强化工有限公司,108润湿分散剂购自于天津宝兴化工原料有限公司,202P防沉剂购自于台湾德谦(上海)化学有限公司,碳酸二甲酯购自于沈阳蜡化石油有限公司,甲乙酮肟防结皮剂购自于济南海德化工有限公司,复合催干剂W-2000C购自于沈阳顺风漆业有限公司。
所述的快干醇酸磁漆制备方法为: 将快干高固含醇酸树脂,钛白,108润湿分散剂,202P防沉剂,碳酸二甲酯溶剂混合后,搅拌均匀;将得到的搅拌均匀液,研磨至粒度为25μm 以下;再在兑稀缸中加入甲乙酮肟防结皮剂和复合催干剂W-2000C,调节涂-4/25℃粘度为110秒与颜色为白色;将得到的漆料过 120 目筛,即可得到环保型快干醇酸磁漆。
采用上述磁漆涂刷试样,将涂刷好的试样在室温 25℃条件下,检测表干5分钟,实干4h,其他检测指标见表1。
表1 其他指标检测结果。
注:以上各项试验结果均达到国标要求。
实施例2。
醇酸树脂由下列原料按质量百分比组成:豆油酸15%,二聚酸15%,邻苯二甲酸酐25%,季戊四醇7%,一縮二乙二醇8%,间苯二甲酸15%,回流二甲苯3%,环保型溶剂丙二醇甲醚12%。
实施例3。
醇酸树脂由下列原料按质量百分比组成:豆油酸14%,二聚酸14%,邻苯二甲酸酐20%,季戊四醇6%,一縮二乙二醇7%,间苯二甲酸11%,回流二甲苯5%,环保型溶剂丙二醇甲醚23%。