一种双组份聚氨酯漆用改性快干型醇酸树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种双组份聚氨酯漆用改性快干型醇酸树脂，其制备方法包括以下步骤：(1)将多元酸、一元酸、多元醇、脂肪酸、抗氧剂在反应釜中混合，160?250℃反应至酸值为30?80mgKOH/g时降温，降温至50?150℃；(2)接着加入醇胺类化合物搅匀后升温，于160?250℃反应至酸值5?20mgKOH/g后降温；(3)接着加入有机溶剂搅匀后出料，即得到快干醇酸树脂；其中多元酸、一元酸、多元醇、脂肪酸、抗氧剂、有机溶剂和醇胺类化合物的重量比为240?330:0?20:150?250:180?250:1?5:260?330:25?55。该制备方法制备出的醇酸树脂自身能够形成一个多维立体网状结构，能够较快的与聚氨酯固化剂反应；另外，因为使用了醇胺类化合物改性，使其自身具有催化功能，能够极大地加速与聚氨酯固化剂的反应。
【专利说明】
一种双组份聚氨酯漆用改性快干型醇酸树脂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于合成树脂材料技术领域，具体涉及一种双组份聚氨酯漆用改性快干型 醇酸树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 醇酸树脂是一种重要的涂料用树脂，其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化 大且性能好。在应用上，醇酸树脂既可配制单组分自干漆，也可以配制聚氨酯双组分自干 漆，广泛用于各类家具及木器的保护及装饰上，具有施工性好、涂膜丰满度高、柔韧性好等 特点，因此自醇酸树脂开发以来，醇酸树脂在涂料工业一直占有重要的地位。但在木器及家 具涂料中，醇酸涂料存在涂膜的干燥缓慢、硬度低等明显的缺点，使得其在施工后需长时间 放置待其干彻底干燥后才能打磨或者包装，需占用较多时间及场地，极大的增加企业成本。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种工艺简单，成本低廉，且干燥速度快，光泽高，硬度高， 性能优异，能极大的缩短可打磨时间及可包装时间的醇酸树脂。
[0004] 为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] 本发明双组份聚氨酯漆用改性快干型醇酸树脂，由包含如下重量份的原料在溶剂 中反应制成： 多元酸 270~310份； 多元醇 150~.21:0:份;.:.
[0006] 脂肪酸 200~250份； 抗氧化剂 1~3份 醇胺类化合物 36~50份。
[0007] 进一步地，所述快干型醇酸树脂的原料还可以包含一元酸10~20份。
[0008] 优选地，所述一元酸为苯甲酸或/和对叔丁基苯甲酸。
[0009] 进一步地，所述多元酸为邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、四氢苯酐、 六氢苯酐、顺丁烯二酸酐、富马酸中的一种或多种的混合物;所述多元醇为乙二醇、二乙二 醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、1，2_丙二醇、1，3_丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2_ 丁二醇、 1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中 的一种或几种。
[0010] 进一步地，所述脂肪酸为壬酸、癸酸、月桂酸、椰子油酸、硬脂酸、油酸、大豆油酸、 亚麻油酸、亚油酸、蓖麻油酸、脱水蓖麻油酸、桐油酸、松浆油酸、松香酸、妥尔油酸中的一种 或多种的混合物。
[0011] 进一步地，所述醇胺类化合物为 N(R〇(R2)(CaH2aOH)或 N(R3)(CbH2bOH)(CcH2 COH)或 N (〇此观)（〇^2观)（0此观)的一种或几种组合，其中，&，13，(3，(1，6彳为1或大于1的自然数 ； [0012] Ri、R2、R3为Η、CH3、CH3的同系物、CH 3同系物的同分异构体、苄基、苄基的同系物、苄 基同系物的同分异构体中的一种或几种组合。
[0013 ]优选地，醇胺类化合物为NH2C2H4〇H、N (CH3) 2C2H4〇H、NH(C2H4〇H) (C2H4〇H)、N(C2H4〇H) (C2H4〇H)(C2H4〇H)〇
[0014] 进一步地，所述抗氧剂为次磷酸和/或亚磷酸三苯酯。
[0015] 所述溶剂可以为能够溶解相应原料但不会参与反应的溶剂，例如，二甲苯、三甲 苯、醋酸丁酯、醋酸仲丁酯、醋酸乙酯、醋酸甲酯、碳酸二甲酯等。
[0016] 所述溶剂的用量可以为本领域常规的溶剂用量。
[0017]本发明所述快干型醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0018] (a)将多元酸、多元醇、脂肪酸、抗氧化剂及回流溶剂于反应釜中混合，在160-250 。(:反应4-10小时，当酸值为30-80mgK0H/g时降温；
[0019] (b)当温度降至50-150°C时，加入醇胺类化合物，升温至160-250°C继续反应2-8小 时，到酸值为5-20mgK0H/g时降温，加入有机溶剂稀释，即得快干型醇酸树脂。
[0020] 进一步地，所述快干型醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0021] (a)将多元酸、多元醇、脂肪酸、一元酸、抗氧化剂及回流溶剂于反应釜中混合，在 160-250°C反应4-10小时，当酸值为55-70mgK0H/g时降温；
[0022] (b)当温度降至50-150°C时，加入醇胺类化合物，升温至160-250°C继续反应2-8小 时，到酸值为5-20mgK0H/g时降温，加入有机溶剂稀释，即得快干型醇酸树脂。
[0023]本发明提供的一种新型的快干醇酸树脂及其制备方法，具有以下有益效果：制备 方法简单，制备出的快干醇酸树脂自身能够形成一个多维立体网状结构，能够较快的与聚 氨酯固化剂反应；另外，因为使用了醇胺类化合物改性，使其自身具有催化功能，能够极大 地加速与聚氨酯固化剂的反应。其与固化剂配比制成底漆后，其底漆漆膜干燥快，光泽度 高，附着力优良，易打磨；制成面漆后，其漆膜干燥快，光泽高，硬度高，抗划伤性好。所以能 极大的缩短可打磨时间及可包装时间，减少企业成本。
【具体实施方式】 [0024] 实施例1
[0025] (1)在1000mL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将285g邻苯二甲酸酐，225g油酸，25g顺丁烯二酸酐，185g甘油，150g季戊四醇， 40g二甲苯，lg次磷酸加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10°C/小时的升温速度升至220 °C，反应至酸值小于70mgK0H/g时，降温至110°C ;
[0026] (2)接着加入42g二乙醇胺，搅拌均匀，以10°C/小时的升温速度升至200°C并保温， 当酸值为5mgK0H/g时降温，加入155g二甲苯及115g醋酸丁酯稀释，即得到新型的快干醇酸 树脂。经测试，其指标如下：
[0027]固含量:70 · 1 % ;粘度:37000mpa · s(旋转粘度计/30°C);
[0028]酸值:9(mgK0H/g);色数:5#(Fe-Co 比色计）。
[0029] 实施例2
[0030]本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0031 ] (1)在lOOOmL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将280g邻苯二甲酸酐，20g苯甲酸，230g油酸，20g顺丁烯二酸酐，190g甘油，40g 二甲苯，lg次磷酸加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以l〇°C/小时的升温速度升至220°C，反 应至酸值小于70mgK0H/g时，降温至110°C ;
[0032] (2)接着加入40g二乙醇胺，搅拌均匀，以10°C/小时的升温速度升至200°C并保温， 当酸值为12mgK0H/g时降温，加入150g二甲苯及120g醋酸丁酯稀释，即得到新型的快干醇酸 树脂。经测试，其指标如下：
[0033]固含量:70 · 6% ;粘度:36000mpa· s(旋转粘度计/30Γ);
[0034] 酸值:9.5(mgK0H/g);色数：5#(Fe-Co 比色计）。
[0035] 实施例3
[0036] 本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0037] (1)在lOOOmL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将270g邻苯二甲酸酐，15g苯甲酸，10g顺丁烯二酸酐，200g大豆油酸，40g季戊 四醇，160g甘油，35g二甲苯，lg亚磷酸三苯酯加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10°C/小 时的升温速度升至220°C，反应至酸值为65mgK0H/g，降温至110°C ;
[0038] (2)接着加入40g二甲基乙醇胺，搅拌均匀，以10°C/小时的升温速度升至200°C并 保温，当酸值为20mgK0H/g时降温，加入205g二甲苯及60g醋酸乙酯稀释，即得到新型的快干 醇酸树脂。经测试，其指标如下：
[0039 ]固含量:69 · 8 % ;粘度:42000mpa · s (旋转粘度计/30 Γ);
[0040]酸值:8 · 6(mgK0H/g);色数:5#(Fe_Co比色计）。
[0041 ] 实施例4
[0042] 本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0043] (1)在lOOOmL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将240g邻苯二甲酸酐，15g苯甲酸，30g顺丁烯二酸酐，230g大豆油酸，70g季戊 四醇，110g甘油，35g二甲苯，lg亚磷酸三苯酯加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10°C/小 时的升温速度升至220°C，反应至酸值为65mgK0H/g，降温至110°C ;
[0044] (2)接着加入36g三乙醇胺，搅拌均匀，以10 °C /小时的升温速度升至200 °C并保温， 当酸值为llmgK0H/g时降温，加入80g二甲苯及190g醋酸乙酯稀释，即得到新型的快干醇酸 树脂。经测试，其指标如下：
[0045]固含量:70.1 % ;粘度:48000mpa. s (旋转粘度计/30 °C);
[0046] 酸值:9 · 1 (mgK0H/g);色数:4#(Fe-Co比色计）。
[0047] 实施例5
[0048] 本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0049] (1)在lOOOmL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将290g邻苯二甲酸酐，10g苯甲酸，5g顺丁烯二酸酐，220g月桂酸，10g季戊四 醇，200g甘油，35g二甲苯，2g次磷酸加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10°C/小时的升温 速度升至220°C，反应至酸值为55mgK0H/g，降温至110°C ;
[0050] (2)接着加入50g乙醇胺，搅拌均匀，以10 °C /小时的升温速度升至200 °C并保温，当 酸值为10mgK0H/g时降温，加入100g二甲苯及170g醋酸仲丁酯稀释，即得到新型的快干醇酸 树脂。经测试，其指标如下：
[0051 ]固含量:70 · 9% ;粘度:32000mpa · s(旋转粘度计/30Γ);
[0052]酸值:7 (mgKOH/g);色数：1 # (Fe-Co比色计）。
[0053] 实施例6
[0054]本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0055] (1)在1000mL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将270g邻苯二甲酸酐，15g苯甲酸，10g顺丁烯二酸酐，250g椰子油酸，30g季戊 四醇，150g甘油，35g二甲苯，3g亚磷酸三苯酯加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10 °C/小 时的升温速度升至220°C，反应至酸值为55mgK0H/g，降温至110°C ;
[0056] (2)接着加入45g二甲基乙醇胺，搅拌均匀，以10°C/小时的升温速度升至200°C并 保温，当酸值为10mgK0H/g时降温，加入100g二甲苯及160g醋酸甲酯稀释，即得到新型的快 干醇酸树脂。经测试，其物化性能如下：
[0057]固含量:69 · 5 % ;粘度:38000mpa · s (旋转粘度计/30 Γ);
[0058]酸值:7.8(mgK0H/g);色数:2#(Fe-Co 比色计）。
[0059] 实施例7
[0060]本发明快干型醇酸树脂，其制备过程如下：
[0061 ] (1)在1000mL的四口瓶上安装温度计、可调速恒速搅拌器和冷凝管，四口瓶放在加 热套内，然后将280g邻苯二甲酸酐，20g苯甲酸，8g顺丁烯二酸酐，240g月桂酸，60g季戊四 醇，110g甘油，35g二甲苯，2g次磷酸加入到四口瓶中，加热，开启搅拌，以10°C/小时的升温 速度升至220°C，反应至酸值为55mgK0H/g，降温至110°C ;
[0062] (2)接着加入40g三乙醇胺，搅拌均匀，以10°C/小时的升温速度升至200°C并保温， 当酸值为1 lmgK0H/g时降温，加入100g二甲苯及160g醋酸甲酯稀释，即得到新型的快干醇酸 树脂。经测试，其物化性能如下：
[0063]固含量:70 · 2 % ;粘度：34000mpa · s (旋转粘度计/30 °C);
[0064] 酸值:7.6(mgK0H/g);色数：l#(Fe-Co 比色计）。
[0065] 实施例8底漆的制备及性能试验
[0066] 1、将实施例1-4所制备的醇酸树脂及传统醇酸树脂按照表1进行配漆：
[0067] 表1底漆配方
[0068]
[0069] 备注:实施例1 -4所得醇酸树脂制备的底漆分别为底漆A、底漆B、底漆C、底漆D，选 用传统醇酸树脂制备底漆E。传统醇酸树脂SP4170D为成都市杰晟蜀邦新材料科技有限公司 生产;8￥1(141、8￥1(306、8￥1(110为德国毕克公司生产汰-75为德国拜耳生产的聚氨酯固化剂 ； 表中单位均为克(g)。
[0070] 2、上述底漆的性能测试如表2所示：
[0071]表2底漆性能测试结果
[0074] 结论：用本发明醇酸树脂制备的底漆干燥所需时间明显减少，且具有良好的打磨 性、[0075]光泽和附着力。[0076] 实施例8面漆的制备及性能试验[0077] 1、将实施例5-7所制备的醇酸树脂及传统醇酸树脂按照表3进行配漆：
[0072]
[0073]
[0078] 表3面漆配方
[0079]
[0080] 备注:实施例5-7所得醇酸树脂制备的底漆分别为面漆E、面漆F、面漆G，选用传统 醇酸树脂SP4170K制备底面漆1。传统醇酸树脂SP4170A为成都市杰晟蜀邦新材料科技有限 公司生产;BYK141、BYK306为德国毕克公司生产；IL1351及L-75为德国拜耳公司生产聚氨酯 固化剂;表中单位均为克(g)。
[0081 ] 2、上述面漆的性能测试如表4所示：
[0082]表4面漆性能测试结果
[0083]
[0084] 结论:用本发明醇酸树脂制备的面漆干燥所需时间明显缩短，且具有良好的干性、 硬度、光泽和附着力。
[0085] 本发明保护范围不局限于以上实施例。凡基于上述技术思想，利用本领域普通技 术知识和惯用手段所做的修改、替换、变更均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种双组份聚氨醋漆用改性快干型醇酸树脂，由包含如下重量份的原料在溶剂中反 应制成： 多元酸 270~310份; 多元醇 1加~210份； 脂肪酸 2卵~巧0份； 抗氧化剂 1~3份； 醇胺类化合物 ％~50份。2. 根据权利要求1所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述原料还包含一元酸10~20 份。3. 根据权利要求2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述一元酸为苯甲酸或/和对 叔下基苯甲酸。4. 根据权利要求1或2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述多元酸为邻苯二甲酸 酢、偏苯Ξ甲酸酢、均苯四甲酸酢、四氨苯酢、六氨苯酢、顺下締二酸酢、富马酸中的一种或 多种的混合物;所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、环己烧二甲醇、1，2-丙二醇、1， 3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2-下二醇、1，3-下二醇、1，4-下二醇、甘油、Ξ径甲基丙 烧、双Ξ径甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或几种。5. 根据权利要求1或2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述脂肪酸为壬酸、癸酸、 月桂酸、挪子油酸、硬脂酸、油酸、大豆油酸、亚麻油酸、亚油酸、藍麻油酸、脱水藍麻油酸、桐 油酸、松浆油酸、松香酸、妥尔油酸中的一种或多种的混合物。6. 根据权利要求1或2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述醇胺类化合物为N(Ri) (R2) (Ca 此 aOH)或 N(R3) (C 出 2bOH) (Cc 此 cOH)或 N(C 抽 2dOH) (Ce 此 eOH) (Cf 此 fOH)的一种或几种组 合，其中，a,b,c,d,e,f为l或大于l的自然数； Ri、R2、R3为Η、C曲、C曲的同系物、C曲同系物的同分异构体、苄基、苄基的同系物、苄基同 系物的同分异构体中的一种或几种组合。7. 根据权利要求1或2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述醇胺类化合物为 畑2C2H40H、N(C出）2C2H40H、NH(C2H40H) (C2H4OH)、N(C2H40H) (C2H4OH) (C2H4OH)。8. 根据权利要求1或2所述的快干型醇酸树脂，其特征在于，所述抗氧剂为次憐酸和/或 亚憐酸Ξ苯醋;所述溶剂为二甲苯、Ξ甲苯、醋酸下醋、醋酸仲下醋、醋酸乙醋、醋酸甲醋、碳 酸二甲醋中的一种或几种的混合物。9. 一种权利要求1所述快干型醇酸树脂的制备方法，包括W下步骤： (a) 将多元酸、多元醇、脂肪酸、抗氧化剂及回流溶剂于反应蓋中混合，在160-250°C反 应4-10小时，当酸值为30-80m巧OH/g时降溫； (b) 当溫度降至50-150°C时，加入醇胺类化合物，升溫至160-250°C继续反应2-8小时， 到酸值为5-20m巧OH/g时降溫，加入有机溶剂稀释，即得快干型醇酸树脂。10. -种权利要求2所述快干型醇酸树脂的制备方法，包括W下步骤： (a)将多元酸、多元醇、脂肪酸、一元酸、抗氧化剂及回流溶剂于反应蓋中混合，在160- 250°C反应4-10小时，当酸值为55-70m巧OH/g时降溫； (b)当溫度降至50-150°C时，加入醇胺类化合物，升溫至160-250°C继续反应2-8小时， 到酸值为5-20m巧OH/g时降溫，加入有机溶剂稀释，即得快干型醇酸树脂。
【文档编号】C08G63/685GK106084194SQ201610490045
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】徐九华
【申请人】成都杰晟蜀邦新材料科技有限公司