[發(fā)明專利]一種水性環(huán)氧酯改性醇酸樹(shù)脂乳液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010256492.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101942063A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂偉萍;王曉瑩;王鋒;胡劍青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F283/01
• 分類號(hào): C08F283/01;C08G63/676;C08G59/14;C09D151/08;D06P1/52
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醇酸樹(shù)脂的改性領(lǐng)域，具體涉及一種水性環(huán)氧酯改性醇酸樹(shù)脂乳液的制備。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，不含或少含揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)和不含有害空氣污染物(HAP)的體系已成為新型材料的發(fā)展方向。因而水性樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到人們的重視，目前開(kāi)發(fā)較成功的品種主要有：水性丙烯酸樹(shù)脂、水性醇酸樹(shù)脂、水性環(huán)氧酯樹(shù)脂等。

水性醇酸樹(shù)脂是由多元醇、多元酸與植物油(酸)或其他脂肪酸經(jīng)酯化、縮聚而成的高酸值低黏度樹(shù)脂。它以芳香族聚酸酯為主鏈，以脂肪族酸聚酯為側(cè)鏈，其中芳香族酸酯提供剛性，脂肪酸酯提供柔韌性。該樹(shù)脂用有機(jī)胺中和后制得的水性涂料具有干燥快、附著力強(qiáng)、硬度高、耐沖擊性優(yōu)良及VOC排放量極低等特點(diǎn)。但由于水性醇酸樹(shù)脂分子鏈上的酯鍵在弱堿性條件下較易水解，使涂料貯存穩(wěn)定性下降，并且涂膜易泛黃的缺點(diǎn)，使水性醇酸樹(shù)脂的應(yīng)用受到一定限制。

水性環(huán)氧酯是分別以環(huán)氧樹(shù)脂與不飽和脂肪酸反應(yīng)制成環(huán)氧酯樹(shù)脂A，然后再以丙烯酸單體共聚制得丙烯酸共聚樹(shù)脂B，再將環(huán)氧酯樹(shù)脂A、丙烯酸共聚樹(shù)脂B兩者縮合得到丙烯酸改性環(huán)氧酯樹(shù)脂，加胺中和羧基，加水乳化得到環(huán)氧酯乳液。以該產(chǎn)品為基料制得的產(chǎn)品，其施工性能優(yōu)越，防銹性能良好，但是其仍存在很大的缺陷：以不飽和脂肪酸為原料與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)制備環(huán)氧酯樹(shù)脂，成本偏高，而且樹(shù)脂合成中間產(chǎn)物丙烯酸改性環(huán)氧酯樹(shù)脂中含大量有機(jī)溶劑，脫溶劑過(guò)程能耗高、生產(chǎn)效率低。

綜合了水性環(huán)氧酯和水性醇酸樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)的水性環(huán)氧酯改性的醇酸樹(shù)脂具有非常重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決上述技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種可以在常溫干燥，干燥快，具有良好的施工性能，耐化學(xué)品性好，毒性小，且存放穩(wěn)定性好，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑型樹(shù)脂涂料的水性環(huán)氧酯改性的醇酸樹(shù)脂乳液。

本發(fā)明的另一解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低的上述環(huán)保型高檔涂料印花粘合劑乳液的制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水性環(huán)氧酯改性醇酸樹(shù)脂乳液，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，其原料配方組成為：

原料????????????????????質(zhì)量份

不飽和脂肪油????????????10-20

多元醇??????????????????1-10

多元酸??????????????????5-12

環(huán)氧樹(shù)脂????????????????2-16

丙烯酸類單體????????????13-25

硅烷偶聯(lián)劑??????????????0.1-0.25

三苯基磷????????????????0.02-0.24

醇解催化劑??????????????0.005-0.022

引發(fā)劑??????????????????0.15-0.9

中和劑??????????????????1.3-7.5

去離子水????????????????30-75

所述的不飽和脂肪油為豆油、亞麻油、蓖麻油和/或桐油；

所述多元醇為甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷和/或季戊四醇；

所述多元酸為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、四氫苯酐和/或馬來(lái)酸酐；

所述環(huán)氧樹(shù)脂為E-12環(huán)氧樹(shù)脂和/或E-20環(huán)氧樹(shù)脂；

所述丙烯酸類單體為丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和/或苯乙烯(St)；

所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三異丙氧基硅烷；

所述醇解催化劑為氫氧化鋰、環(huán)烷酸鋰、氧化鉛、氧化鈣、氫氧化鈣、環(huán)烷酸鈣和/或環(huán)烷酸鉛；

所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰(BPO)；

所述中和劑為三乙胺、N、N-二甲基乙醇胺和/或2-氨基-1-丙醇。

該乳液的固體含量?jī)?yōu)選為30-50％，酸值優(yōu)選為30-60mgKOH/g。

上述水性環(huán)氧酯改性醇酸樹(shù)脂乳液的制備方法，包括如下步驟：

a、醇解：在反應(yīng)容器中，加入配方中的不飽和脂肪油、多元醇、環(huán)氧樹(shù)脂、三苯基磷及醇解催化劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，逐步升溫至200-250℃進(jìn)行醇解反應(yīng)；當(dāng)質(zhì)量濃度為95％乙醇容忍度達(dá)到1∶5-1∶10時(shí)開(kāi)始降溫；