专利名称：：一种苯甲酸改性水性醇酸树脂及其制备的氨基树脂烤漆的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种苯甲酸改性水性醇酸树脂，及其应用所述苯甲酸改性水性醇酸树脂制备的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。
背景技术：
：随着社会发展和时代的进步，人们的环保意识越来越强，工业环保要求也越来越高，目前，国内铁制品都使用溶剂型涂料，尽管溶剂型涂料有很多优点，但是VOC的排放始终无法达标，有机溶剂的挥发对人类生存的环境造成了极大的威胁，不仅在生产、储存、运输及施工过程中易造成易燃、易爆及有毒有害气体逸出，存在极大安全隐患，而且，随着工业的高速发展，这种污染将日趋严重。另外，溶剂型涂料的原料有75%来自于石油化工，随着国际能源的日益紧张，使用有机溶剂不仅成本上升，而且造成极大的浪费。以水为溶剂或分散介质的涂料称为水基(性)涂料。水资源价格低廉、来源丰富，不仅绿色环保，而且使用安全，具有显著的社会和经济效益。水性树脂是水性涂料最重要的组成部分，水性醇酸树脂是目前使用量最大的树脂，它具有价格便宜，好的涂刷性和润湿性等优点，目前市面上常用的未经改性的水性醇酸树脂制得的涂料其漆膜往往存在着硬度差、光泽低等缺点，限制了其使用范围。
发明内容本发明的目的在于制备出硬度大、光泽高、附着力等各方面性能规格均达到或超过溶剂型烤漆技术指标的高硬度改性水性醇酸氨基烤漆。本发明采用的技术方案是一种苯甲酸改性水性醇酸树脂，所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂按如下方法制备得到将蓖麻油与三羟甲基丙烷在氮气保护下，加热至180°C反应1.5h，然后加入间苯二甲酸酐、苯甲酸和酯化催化剂，并安装分水器，继续加热至220230°C，保温反应，跟踪监测反应体系酸值，至体系酸值低至10mgK0H/g，降温到140150°C，加入偏苯三甲酸酐，在170180°C下保温反应至酸值为5055mgK0H/g，降温至100°C，加入助溶剂1、中和剂1，反应0.5Ih制得所述苯甲酸改性水性醇酸树脂；所述蓖麻油、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸酐、苯甲酸、酯化催化剂、偏苯三甲酸酐、助溶剂1、中和剂1的质量比为162517271728360.0050.0147172659；所述酯化催化剂为对苯二甲酸类酯化催化剂或间苯二甲酸类酯化催化剂(优选广州志一生产的酯化催化剂4100)，所述助溶剂1为为正丁醇、乙二醇单丁醚或丙二醇甲醚，优选乙二醇单丁醚；所述的中和剂1为氨水、三乙胺或二乙醇，优选三乙胺。所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂可应用于制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。较为具体的，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆主要由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂21228份氨基树脂48份中和剂224份附着力促进剂13份助溶剂2618份颜料浆1740份流平剂0.10.4份消泡剂0.10.4份水2535份所述颜料浆由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂11850份颜料1060份分散剂0.52.5份助溶剂31737份所述氨基树脂为三聚氰胺树脂、甲醚化三聚氰胺树脂或六甲氧基三聚氰胺树脂，优选六甲氧基三聚氰胺树脂。所述颜料为钛白粉、铁红、有机蓝、炭黑或永固黄中的一种或任意几种任意比例的组合。所述的助溶剂2或助溶剂3各自独立为正丁醇、乙二醇单丁醚或丙二醇甲醚，优选乙二醇单丁醚。所述的中和剂2为氨水、三乙胺或二乙醇，优选三乙胺。所述附着力促进剂为HP-520水性附着力促进剂或BSK生产的W-100，优选BSK生产的W-100。所述的分散剂为BYK-190或BYK-191，优选BYK-190。所述消泡剂为BYK-024或Tego-830，优选BYK-024。所述流平剂为BYK-346、BYK-333或BYK-381，优选BYK-346。本发明所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂1和苯甲酸改性水性醇酸树脂2是指同样的由本发明方案提供的苯甲酸改性水性醇酸树脂，1和2是用来区别苯甲酸改性水性醇酸树脂处在不同的原料组方中，这里特别予以说明。本发明所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆还可以加入防腐剂，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆优选由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂21228份氨基树脂48份中和剂224份附着力促进剂13份助溶剂2618份颜料浆1740份滑石粉115份流平剂0.10.4份消泡剂0.10·4份/K2535份。所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆还可以含有防腐剂，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆优选由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂21228份氨基树脂48份中和剂224份附着力促进剂13份助溶剂2618份颜料浆1740份防腐剂0.10.5份流平剂0.10.4份消泡剂0.10.4份水2535份所述的防腐剂为KIL-200。更优选的，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆优选由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂213.6份六甲氧基三聚氰胺树脂4.2份三乙胺2份附着力促进剂2份乙二醇单丁醚10.5份颜料浆37份防腐剂0.4份BYK-3460.2份BYK-0240.1份水30份所述颜料浆由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂120.1份颜料55份分散剂1份乙二醇单丁醚23.9份进一步，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆按如下步骤制得(1)制取颜料浆按颜料浆组方量称取助溶剂3和分散剂、苯甲酸改性水性醇酸树脂1、颜料，搅拌混合均勻后，研磨至所得颜料细度为15μπι以下(通常用刮板细度计测量颜料细度)，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆组方中除水以外的所有组份，充分搅拌均勻后，加入组方量的水，用纱布过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。具体的，所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆可按下列方法(A)、方法(B)或方法(C)制备得到方法(A)，组分中不含防腐剂和滑石粉时(1)制取颜料浆按颜料浆的组方量称取助溶剂3和分散剂共混互溶，然后加入组方量的苯甲酸改性水性醇酸树脂1中，在砂磨机分散罐中，在600800r/min(优选700r/min)的转速下搅拌2030分钟，然后加入组方量的颜料，在20003000r/min(优选2500r/min)的转速下搅拌粉碎2040分钟，再加入玻璃珠(通常选择直径为1.5mm和2.5mm的玻璃珠)，在25003000r/min(优选2700r/min)的转速下，砂磨至颜料细度为15um以下，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸树脂2、中和剂2，搅拌均勻后加入氨基树脂，得到混合液A；助溶剂2、消泡剂、流平齐U、附着力促进剂搅拌均勻得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，20003000/min(优选2500r/min)转速下搅拌2030min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，600800r/min(优选700r/min)转速下搅拌2030min，加入组方量的水，用纱布(通常用3400目的纱布)过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。方法⑶，组分中含防腐剂时⑴制取颜料浆按颜料浆的组方量称取助溶剂3和分散剂共混互溶，然后加入组方量的苯甲酸改性水性醇酸树脂1中，在砂磨机分散罐中，在600800r/min(优选700r/min)的转速下搅拌2030分钟，然后加入组方量的颜料，在20003000r/min(优选2500r/min)的转速下搅拌粉碎2040分钟，再加入玻璃珠(通常选择直径为1.5mm和2.5mm的玻璃珠)，在25003000r/min(优选2700r/min)的转速下，砂磨至颜料细度为15um以下，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸树脂2、中和剂2，搅拌均勻后加入氨基树脂，得到混合液A；助溶剂2、消泡剂、流平剂、附着力促进剂、防腐剂搅拌均勻得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，20003000/min(优选2500r/min)转速下搅拌2030min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，600800r/min(优选700r/min)转速下搅拌2030min，加入组方量的水，用纱布(通常用3400目的纱布)过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆；方法(C)，组分中含滑石粉时(1)制取颜料浆按颜料浆的组方量称取助溶剂3和分散剂共混互溶，然后加入组方量的苯甲酸改性水性醇酸树脂1中，在砂磨机分散罐中，在600800r/min(优选700r/min)的转速下搅拌2030分钟，然后加入组方量的颜料，在20003000r/min(优选2500r/min)的转速下搅拌粉碎2040分钟，再加入玻璃珠(通常选择直径为1.5mm和2.5mm的玻璃珠)，在25003000r/min(优选2700r/min)的转速下，砂磨至颜料细度为15um以下，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸树脂2、滑石粉、中和剂2，搅拌均勻后加入氨基树脂，得到混合液A；助溶剂2、消泡剂、流平剂、附着力促进剂搅拌均勻得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，20003000/min(优选2500r/min)转速下搅拌2030min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，600800r/min(优选700r/min)转速下搅拌2030min，加入组方量的水，用纱布(通常用3400目的纱布)过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。本发明提供的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆作为铁制品用水性烤漆，具有稳定性好，施工方便、安全、无有毒溶剂释放等优点，成膜后具有光泽好、耐候、耐水、耐酸碱、耐擦洗、附着力高、耐冲击等特点，综合性能优于传统溶剂型烤漆，并且克服了传统水性醇酸树脂硬度低、光泽差的缺点，制备过程简单易行，以水为溶剂，环保、节省能源。附图1苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的制备步骤流程图具体实施例方式下面以具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此实施例1A、制备苯甲酸改性水性醇酸树脂将26g蓖麻油与30.Ig三羟甲基丙烷在氮气保护下，加热至180°C反应1.5h，然后加入24.5g间苯二甲酸酐、6g苯甲酸和0.007g对苯二甲酸类酯化催化剂(广州志一贸易有限公司生产的酯化催化剂4100)，并安装分水器，继续加热至220°C，保温反应，跟踪监测反应体系酸值，至体系酸值低至10mgK0H/g，降温到150°C，加入8g偏苯三甲酸酐，在170°C下保温反应至酸值为55mgK0H/g，降温至100°C，撤去分水器和氮气，加入28g乙二醇单丁醚、Ilg三乙胺，反应0.5h制得苯甲酸改性水性醇酸树脂120g，密封保存待用。B、制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆，原料用量如下颜料浆苯甲酸改性水性醇酸树脂20.Ig钛白粉55gBYK-190Ig乙二醇单丁醚23.9g苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆苯甲酸改性水性醇酸树脂13.6g六甲氧基三聚氰胺树脂(张家港顺昌4.2g化工有限公司，下同)三乙胺2gBSK生产的W-1002g乙二醇单丁醚10.5g颜料浆37gKIL-2000.4gBYK-3460.2gBYK-0240.Ig水30g制备方法如下(1)制取颜料浆按原料用量称取乙二醇单丁醚和BYK-190共混互溶，然后加入步骤A制备的20.Ig苯甲酸改性水性醇酸树脂中，在砂磨机分散罐中，在700r/min的转速下搅拌20分钟，然后加入颜料钛白粉，在2500r/min的转速下搅拌粉碎30分钟，再加入直径为1.5mm和2.5mm的玻璃珠，提高转速至2700r/min，砂磨至颜料细度为1415um(刮板细度计测量)，得到颜料浆；(2)按原料用量称取步骤A制备的13.6g苯甲酸改性水性醇酸树脂、三乙胺，搅拌均勻后加入六甲氧基三聚氰胺树脂，得到混合液A；乙二醇单丁醚、BYK-024、BYK-346、BSK-wlOO、KIL-200搅拌均勻得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，2500r/min转速下搅拌20min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，700r/min转速下搅拌25min，加入组方量的水，用3400目的纱布过滤得到苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆IOOg0实施例2制备方法和步骤同实施例1，所不同的是，步骤B中制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的原料用量如下颜料浆苯甲酸改性水性醇酸树脂50g铁红30gBYK-1901.5g乙二醇单丁醚18.5g苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆苯甲酸改性水性醇酸树脂24.5g颜料浆18.8g六甲氧基三聚氰胺树脂7.4g三乙胺2gBSK生产的W-1001.8g乙二醇单丁醚15.2gBYK-3460.2gBYK-0240.Ig/K30g其他操作和条件同实施例1，制得苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆100g。实施例3制备方法和步骤同实施例1，所不同的是，步骤B中制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的原料用量如下颜料浆苯甲酸改性水性醇酸树脂50g永固黄20g乙二醇单丁醚29.2gBYK-1900.8g苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆苯甲酸改性水性醇酸树脂14.4g颜料浆31.5g六甲氧基三聚氰胺树脂6.7g三乙胺2gBSK生产的W-1002.6g乙二醇单丁醚12.5gBYK-3460.2gBYK-0240.Ig水30g其他操作和条件同实施例1，制得苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆100g。实施例4步骤B中制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的原料用量如下颜料浆苯甲酸改性水性醇酸树脂50g炭黑IlgBYK-1904g乙二醇单丁醚35g苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆苯甲酸改性水性醇酸树脂14.7g六甲氧基三聚氰胺树脂7g三乙胺2gBSK生产的W-1001.5g乙二醇单丁醚7g颜料浆24.5gBYK-3460.2gBYK-0240.Ig滑石粉(东莞市三丰化工有限公司)13g水30gΑ、制备苯甲酸改性水性醇酸树脂，制备方法同实施例1；B、制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆，制备方法如下(1)制取颜料浆按原料用量称取乙二醇单丁醚和BYK-190共混互溶，然后加入步骤A制备的50g苯甲酸改性水性醇酸树脂中，在砂磨机分散罐中，在700r/min的转速下搅拌20分钟，然后加入颜料炭黑，在2500r/min的转速下搅拌粉碎30分钟，再加入直径为1.5mm和2.5mm的玻璃珠，提高转速至2700r/min，砂磨至颜料细度为1415um(刮板细度计测量)，得到颜料浆；(2)按原料用量称取步骤A制备的14.7g苯甲酸改性水性醇酸树脂、滑石粉、三乙胺，搅拌均勻后加入六甲氧基三聚氰胺树脂，得到混合液A；乙二醇单丁醚、BYK-024、BYK-346、BSK-wl00搅拌均勻得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，2500r/min转速下搅拌20min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，700r/min转速下搅拌25min，加入组方量的水，用3400目的纱布过滤得到苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆100g。实施例5制备方法和步骤同实施例1，所不同的是，步骤B中制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的原料用量如下颜料浆苯甲酸改性水性醇酸树脂20.Ig钛白粉55gBYK-190Ig乙二醇单丁醚23.9g苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆苯甲酸改性水性醇酸树脂13.6g三聚氰胺树脂(张家港顺昌化工有限公司)4.2g氨水2gBSK生产的W-1002g乙二醇单丁醚10.5g颜料浆37gBYK-3460.2gBYK-0240.Ig/K30g取实施例15制备的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆进行检测，检测方法如下漆膜制备按GB1727-92规定的方法进行；漆膜外观按GB1727-92规定的方法进行测试；漆膜耐水性测试按照GB/T1733-93规定的方法进行；漆膜附着力测试按照GB/T9286-1998规定的方法进行；漆膜耐冲击性能测试按照GB/T1732-93的规定进行；漆膜铅笔硬度测试按GB/T6739-2006规定的方法进行；漆膜耐候性(紫外光)测试按照GB/T1865-1997规定的方法进行；漆膜柔韧性测试按GB/T1732-93规定的方法进行。检测结果如下表1:表1苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆的技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求一种苯甲酸改性水性醇酸树脂，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂按如下方法制备得到将蓖麻油与三羟甲基丙烷在氮气保护下，加热至170～200℃反应1～3h，然后加入间苯二甲酸酐、苯甲酸和酯化催化剂，并安装分水器，继续加热至220～230℃，保温反应，跟踪监测反应体系酸值，至体系酸值低至10mgKOH/g，降温到140～150℃，加入偏苯三甲酸酐，在170～180℃下保温反应至酸值为50～55mgKOH/g，降温至90～100℃，加入助溶剂1、中和剂1，反应0.5～1h制得所述苯甲酸改性水性醇酸树脂；所述蓖麻油、三羟甲基丙烷、间苯二甲酸酐、苯甲酸、酯化催化剂、偏苯三甲酸酐、助溶剂1、中和剂1的质量比为16～25∶17～27∶17～28∶3～6∶0.005～0.01∶4～7∶17～26∶5～9；所述酯化催化剂为对苯二甲酸类酯化催化剂或间苯二甲酸类酯化催化剂，所述助溶剂1为为正丁醇、乙二醇单丁醚或丙二醇甲醚；所述的中和剂1为氨水、三乙胺或二乙醇。2.如权利要求1所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂应用于制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆主要由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂21228份氨基树脂4份中和剂22-、4份附着力促进剂13份助溶剂2618份颜料浆17-40份流平剂0.10.4份消泡剂0.10.4份水25-35份所述颜料浆由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂118--50份颜料1060份分散剂0.5‘2.5份助溶剂317--37份所述氨基树脂为三聚氰胺树脂、甲醚化三聚氰胺树脂或六甲氧基三聚氰胺树脂；所述颜料为钛白粉、铁红、有机蓝、炭黑或永固黄中的一种或任意几种任意比例的组合；所述的助溶剂2或助溶剂3各自独立为正丁醇、乙二醇单丁醚或丙二醇甲醚；所述的中和剂2为氨水、三乙胺或二乙醇；所述附着力促进剂为HP-520水性附着力促进剂或BSK生产的W-100。4.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂21228份氨基树脂48份中和剂224份附着力促进剂13份助溶剂26一18份颜料浆17—40份滑石粉l—15份流平剂o.1一o.4份消泡剂o.1一o.4份水25—35份。5.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆由下列质量份的组分组成苯甲酸改性水性醇酸树脂212—28份氨基树脂4—8份中和剂22—4份附着力促进剂l一3份助溶剂26一18份颜料浆17—40份防腐剂o.1一o.5份流平剂o.1一o.4份消泡剂o.1一o.4份水25—35份所述的防腐剂为K工L一200。6.如权利要求3—5之一所述的应用，其特征在于所述的分散剂为BYK—190或BYK—19l。7.如权利要求3—5之一所述的应用，其特征在于所述消泡剂为BYK—024或Teg。一830。8.如权利要求3—5之一所述的应用，其特征在于所述流平剂为BYK一346、BYK一333或BYK一38l。9.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆按如下步骤制得(1)制取颜料浆按颜料浆组方量称取助溶剂3和分散剂、苯甲酸改性水性醇酸树脂l、颜料、搅拌混合均匀后，研磨至所得颜料细度为15um以下，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆组方中除水以外的所有组份，充分搅拌均匀后，加入组方量的水，用纱布过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。10.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆按如下步骤制得(1)制取颜料浆按颜料浆的组方量称取助溶剂3和分散剂共混互溶，然后加入组方量的苯甲酸改性水性醇酸树脂l中，在砂磨机分散罐中，在600—800r／min的转速下搅拌20一30分钟，然后加入组方量的颜料，在2000—3000r／min的转速下搅拌粉碎20一40分钟，再加入玻璃珠，在2500—3000r／min的转速下，砂磨至颜料细度为15um以下，得到颜料浆；(2)按组方量称取苯甲酸改性水性醇酸树脂2、中和剂2，搅拌均匀后加入氨基树脂，得到混合液A；助溶剂2、消泡剂、流平剂、附着力促进剂搅拌均匀得到混合液B；将混合液B加入混合液A中，2000—3000r／min转速下搅拌20一30min，再加入步骤(1)制得的颜料浆，600—800r／min转速下搅拌20一30min，加入组方量的水，用纱布过滤得到所述苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆。全文摘要本发明公开了一种苯甲酸改性水性醇酸树脂及其制备方法，并公开了所述的苯甲酸改性水性醇酸树脂应用于制备苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆及其应用方法。本发明提供的苯甲酸改性水性醇酸氨基树脂烤漆作为铁制品用水性烤漆，具有稳定性好，施工方便、安全、无有毒溶剂释放等优点，成膜后光泽好、耐候、耐水、耐酸碱、耐擦洗、附着力高、耐冲击，综合性能优于传统溶剂型烤漆，并且克服了传统水性醇酸树脂硬度低、光泽差的缺点，制备过程简单易行，以水为溶剂，环保、节省能源。文档编号C09D161/20GK101831061SQ201010168878公开日2010年9月15日申请日期2010年5月11日优先权日2010年5月11日发明者吕翠玉,张诚,顾卓韦申请人:浙江工业大学