本发明属于化工材料领域，具体涉及一种水溶性增粘树脂及其制备方法。
背景技术：
：在橡胶、油漆、油墨、涂料、胶粘剂等行业，广泛应用到树脂增粘剂，比如各种松香树脂、松香改性树脂、石油树脂、萜烯树脂等，以达到快干、提高光泽度、提高初粘力、附着力、延长开放时间等功能要求。但这些树脂在绝大多数情况下必须通过溶剂溶解后才能加入到各种体系中去。随着科技的进步和人类对生存环境质量的重视，增粘剂正在向着环保型、水性化方向发展，减少或完全没有有机溶剂的排放是必然的趋势。开发出既能满足环保要求，同时满足使用功能要求的环保型增粘树脂，既是社会要求，也是业内技术人员的责任和义务。目前，最常用的方法就是将油性树脂通过用乳化剂乳化使其悬浮在水溶液中，以达到能使用的目的。在现在的技术条件下，在很多情况下，水乳性增粘树脂还是无法达到使用要求。而且水乳增粘树脂必须使用乳化剂，而乳化剂本身也存在诸多不够环保、影响粘接效果等缺陷。尤其在纸塑胶、封口胶、糊盒胶等领域，除了环保方面，国家或行业有一些明确的要求外，因这个领域的粘接均属于非结构性粘接，因此并无统一的行业标准。目前公认的检测方式是粘得住、能破基材、耐温性能过关即为合格产品。目前的主要粘接难点在于基材变化快，品种多，对附着力的要求越来越高，同时既有手工操作，也有机械化操作。对开放时间及初粘力的要求也越来越高。因此初粘力强，越快越好，附着力好，适材性广，开放时间长，适用各种操作是对增粘树脂的基本要求。松香作为可再生天然树脂，被誉为“长在树上的石油”。松香本身所具有的特性使其能广泛应用于涂料、油墨、油漆、胶粘剂、助焊、橡胶、造纸、食品添加剂及生物制品等领域，但由于松香本身还存在一些不稳定性，如易结晶、易被氧化变色及软化点低等，使其性能和应用领域受到限制。技术实现要素：本发明的目的在于以松香树脂为基材，以水溶而不是水乳为方向，辅以其他一些原料，提供一种既能满足环保要求，又能改善松香树脂本身的一些功能缺陷，同时具有附着力好、初粘力强、开放时间易调整、快干、高光、耐水性好等功能的水溶性增粘树脂，以帮助解决现有技术中的一些问题。具体的，本发明目的之一在于提供一种水溶性增粘树脂，所述水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100份；亲双烯体5-60份；多元醇5-150份；皂化剂5-80份。作为优选地，所述亲双烯体选自富马酸、顺酐、丙烯酸中的一种或多种；作为优选地，所述多元醇选自乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、聚乙二醇中的一种或多种；作为优选地，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800中的一种或多种；作为优选地，所述皂化剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、有机胺中的一种或多种；作为优选地，所述氨水质量浓度为25％-28％；作为优选地，所述水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100份；亲双烯体5-40份；多元醇5-50份；皂化剂5-60份。进一步地，所述水溶性增粘树脂通过加成反应、酯化反应和皂化反应制备得到。本发明另一目的在于提供一种水溶性增粘树脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，加入一种或多种亲双烯体，恒温搅拌；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，加入一种或多种多元醇，恒温搅拌；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)皂化反应：取步骤(3)中产物，加入水以及一种或多种皂化剂，恒温搅拌，即得。作为优选地，所述水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100份；亲双烯体5-60份；多元醇5-150份；皂化剂5-80份。作为优选地，所述多元醇选自乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、聚乙二醇中的一种或多种；作为优选地，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800中的一种或多种；作为优选地，所述皂化剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、有机胺中的一种或多种；作为优选地，所述氨水质量浓度为25％-28％；作为优选地，所述步骤(1)中在170-190℃条件下加入亲双烯体，在200-230℃条件下恒温搅拌2-3小时；作为优选地，所述步骤(2)中在190-230℃温度下加入多元醇，在230-270℃条件下恒温搅拌4-8小时；作为优选地，所述步骤(4)中在90-130℃条件下恒温搅拌2-5小时，所加入水的量为步骤(3)所得产物质量的40-60％。本发明相对于现有技术具有如下技术效果：(1)本发明所涉及的水溶性增粘树脂是一种全新的功能材料。其原辅料组成、制备过程中均不含任何有机溶剂，也不添加任何乳化剂，与水无限互溶。所述水溶性增粘树脂具有高光、快干、附着好、初粘力强、开放时间长等功能，同时还具有较好的耐水性；相较于现有技术中的其他增粘树脂，其环保性能更优，功能性更强，生产制备成本更低；(2)与现有技术中的的乳液型增粘树脂相比，本发明所涉及的水溶性增粘树脂提供了完全不同的思路。在外观上也完全不同：水乳型的是乳白色的，水溶型的是浅黄色至棕黄色的透明液体。在兼具乳液型增粘树脂功能的同时，其某些功能是乳液型增粘树脂完全不具备的，例如本发明所述的水溶性增粘树脂为水溶性的，因未添加额外的有机溶剂和/或乳化剂，相应的其稳定性更好，保存时间更长，功能性更强，应用更广泛；同时，所述水溶性增粘树脂相对于乳剂型增粘树脂的粒径更小，因而具有更好的浸润性和更强的附着力。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种水溶性增粘树脂，包括如下组分：松香100g；顺酐18g；乙二醇3g；甘油5g；聚乙二醇20012g；25％氨水30g。其中所述松香来源于国产一级马尾松，制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在170℃下加入顺酐，200℃条件下恒温搅拌4小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在190℃条件下加入乙二醇、甘油和聚乙二醇200，230℃条件下恒温搅拌5小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)皂化反应：取步骤(3)中产物，加入水和25％氨水，130℃恒温搅拌2小时，即得，其中所加入水的量为步骤(3)所得产物质量的50％。实施例2一种水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100g；富马酸20g；聚乙二醇2008g；二甘醇8g；25％氨水23g。其中所述松香来源于国产一级湿地松，制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在180℃下加入富马酸，200℃条件下恒温搅拌4小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在200℃条件下加入聚乙二醇200和二甘醇，250℃条件下恒温搅拌4小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)皂化反应：取步骤(3)中产物，加入水和25％氨水，120℃恒温搅拌3小时，即得，其中所加入水的量为步骤(3)所得产物质量的40％。实施例3一种水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100g；丙烯酸15g；二甘醇18g；乙醇胺10g。其中所述松香来源于国产一级马尾松，制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在190℃下加入丙烯酸，220℃条件下恒温搅拌3小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在220℃条件下加入二甘醇，260℃条件下恒温搅拌4小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)皂化反应：取步骤(3)中产物，加入水和乙醇胺，110℃恒温搅拌5小时，即得，其中所加入水的量为步骤(3)所得产物质量的60％。实施例4一种水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100g；顺酐17g；二甘醇16g；聚乙二醇20018g；氢氧化钠10g。其中所述松香来源于国产一级马尾松，制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在185℃下加入顺酐，210℃条件下恒温搅拌2.5小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在210℃条件下加入二甘醇和聚乙二醇200，240℃条件下恒温搅拌5.5小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)皂化反应：取步骤(3)中产物，加入水和氢氧化钠，120℃恒温搅拌3小时，即得，其中所加入水的量为步骤(3)所得产物质量的50％。对比例1一种水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100g；富马酸15g；乙二醇5g。其制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在170℃下加入富马酸，200℃条件下恒温搅拌4小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在190℃条件下加入乙二醇，230℃条件下恒温搅拌5小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却，即得；对比例2一种水溶性增粘树脂，按重量份数计，包括如下组分：松香100g；富马酸15g；乙二醇5g；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯45g。其制备方法包括如下步骤：(1)加成反应：将松香在170℃熔化，在170℃下加入富马酸，200℃条件下恒温搅拌4小时；(2)酯化反应：在步骤(1)充分反应后，在190℃条件下加入乙二醇，230℃条件下恒温搅拌5小时；(3)将步骤(2)中反应生成物制片冷却备用；(4)将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入对二苯酚中加热至100℃，对二苯酚与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为0.03％，随后加入步骤(3)中产物，130℃恒温搅拌2小时，即得。验证例1对实施例1-4所制备得到的水溶性增粘树脂进行外观及理化性质检测，结果如下：经检测，本发明实施例1-4所制备得到的水溶性增粘树脂总挥发性有机物(tvoc)均满足gb18583-2008的要求，满足欧盟rohs指令2011/65/el及其修正指令(el)no.2015/863，同时满足空运和海运的相关要求。验证例2本发明所涉及的水溶性增粘性树脂应用广泛，可作为助剂应用于纸塑胶、封口胶、糊盒胶等水性胶领域，同时还可作为助剂应用于塑胶地板胶以及工业漆领域。现对实施例1所制备得到的水溶性增粘树脂于不同应用环境下进行功能测试，具体结果如下：1、水性胶功能测试在水性胶领域中，现有技术所采用的基础乳液都是复配或进行改性，本实施例中选择现有技术中常用的醋丙乳液作为基础乳液。实验分组如下：组1：醋丙乳液；组2：醋丙乳液85wt％+7.5wt％松香+7.5wt％甲苯(甲苯作为溶剂实用)；组3：醋丙乳液85wt％+15wt％实施例1所得水溶性增粘树脂。以400g白卡纸作为测试对象，200g镀膜纸(a)表面张力32达因/厘米，200g镀膜纸(b)表面张力29达因/厘米，400白卡纸折边粘接镀膜纸，测试结果如下表1：表1从表1可以看到，本发明所得到的水溶性增粘性树脂的粘连效果显著优于现有技术中的基础乳液，以及添加有松香的基础乳液，同时其对高温以及低温的抗性得到显著增强，使用稳定性更好，具有更加广阔的应用环境。2、塑胶地板胶功能测试测试方法如下：选择现有技术中某品牌乳液100份，加入重钙粉150份，树脂42份，水15份，其他可选助剂10份，共分为四组，其中各组中树脂分别为：组4：松香改性树脂+溶剂；组5：对比例1制备得到的改性松香树脂；组6：对比例2制备得到的改性松香树脂；组7：实施例2制备得到的改性松香树脂。具体结果如下表2：表2初粘时间开放时间七天后剥离强度tvoc排放量组430min110min0.2mpa/cm2不合格组528min98min0.4mpa/cm2合格组625min95min0.5mpa/cm2合格组720min125min0.8mpa/cm2合格由表2可以看到，对于该塑胶地板胶，组7在施用20分钟起得以初粘，开放时间为82分钟，粘连速度快，显著优于其他组；组7七天后剥离强度为0.8mpa/cm2，远大于jc/t550-2008国标所要求的0.2mpa/cm2，且显著高于其他组的剥离强度，粘连效果好；同时，其满足gb18583-2008室内装饰材料、胶粘剂有害物质限量水性标准和总挥发性有机物标准。在塑胶地板胶行业，为了使胶的性能达到要求，必须用溶剂溶解一款油性树脂加入到基础乳液中。目前尚没见到有水乳型增粘树脂能达到使用要求的。本发明树脂则完全达到使用要求，且性能超过很多油性树脂。工艺更简单，直接加入即可。3、工业漆测试测试方法如下：选择现有技术中某品牌成品工业漆，加入漆成品重量25％树脂，共分为四组，其中各组中树脂分别为：组8：无添加；组9：对比例1制备得到的改性松香树脂；组10：对比例2制备得到的改性松香树脂；组11：实施例1制备得到的改性松香树脂。具体结果如下表3：表3表干时间光泽度附着力组830min553b组924min754b组1019min724b组1115min855b由表3可以看到，组11的表干时间、光泽度以及附着力均明显优于其他组。由此可见，本发明水溶性增粘剂可以直接应用于油漆中，以显著提高油漆的表干时间，改善油漆光泽度，同时提高油漆与涂面的附着力。以上具体实施方式部分对本发明所涉及的水溶性增粘剂的组分、制备方法以及应用进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围。当前第1页12