[發(fā)明專利]陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體及其制備方法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110407743.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102516561A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔振武;吳國(guó)民;陳健;霍淑平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所
• 主分類號(hào): C08J3/03
• 分類號(hào): C08J3/03;C08L63/00;C08G59/16;C09D175/04;C09J175/04;C08G18/58
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

雙組分聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、附著力強(qiáng)、耐磨性好以及耐化學(xué)品、耐候性好等優(yōu)越性能，廣泛應(yīng)用于木器家具、汽車(chē)涂飾和建筑等方面。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和環(huán)保法規(guī)的健全，傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放量愈來(lái)愈受到嚴(yán)格限制。水性涂料以水為分散介質(zhì)，具有不燃、無(wú)毒、不污染環(huán)境和節(jié)省能源等優(yōu)點(diǎn)。雙組分水性聚氨酯涂料將雙組分溶劑型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相結(jié)合，已成為國(guó)內(nèi)外涂料研究的熱點(diǎn)。雙組分水性聚氨酯涂料是由含-OH基團(tuán)的水性多元醇組分與含-NCO基團(tuán)的低黏度多異氰酸酯組分組成，其涂膜性能主要由羥基樹(shù)脂的組成和結(jié)構(gòu)決定。目前用于雙組分水性聚氨酯體系的羥基組分一般為聚酯多元醇、丙烯酸酯多元醇和聚氨酯多元醇等，國(guó)內(nèi)外研究較多。美國(guó)專利US5387642報(bào)道了在水性聚氨酯分散體的合成工藝中，采用過(guò)量的羥基單體即可獲得羥基聚氨酯多元醇分散體，但羥基的官能度較低。世界專利WO99/60046報(bào)道了由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己基二甲酸、1，4-環(huán)己基二甲醇與偏苯三酸酐縮合，再以二甲基乙醇胺中和制備雙組分水性聚氨酯用耐水解聚酯多元醇的方法。通過(guò)將丙烯酸聚合物接枝到聚酯的分子鏈上，制備聚酯-丙烯酸復(fù)合多元醇分散體，提高了聚酯鏈的耐水解性。Bayer公司專利US5336711采用鄰苯二甲酸(酐)、三羥甲基丙烷、馬來(lái)酸酐、己二醇及新戊四醇等縮合制備含不飽和基團(tuán)的聚酯多元醇，再在聚酯多元醇中添加甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羥乙酯，自由基引發(fā)合成聚酯-丙烯酸酯復(fù)合多元醇，二甲基乙醇胺中和，分散于水中獲得羥值130mg/g、酸值26mg/g的聚合物多元醇水分散體。

隨著石油資源的日趨短缺和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，以生物質(zhì)可再生資源制備環(huán)境友好型高分子材料越來(lái)越受到人們的重視。萜烯-馬來(lái)酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂(TME)(CN1034211)及氫化萜烯-馬來(lái)酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂(HTME)(CN101054437A)是分別以天然松節(jié)油或合成樟腦的副產(chǎn)物雙戊烯與馬來(lái)酸酐的加成物萜烯馬來(lái)酐(TMA)及其氫化產(chǎn)物氫化萜烯馬來(lái)酸酐(HTMA)為原料合成的萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂，是天然可再生資源的化學(xué)深加工產(chǎn)物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中都包含橋環(huán)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能和耐熱、耐化學(xué)性能。本專利申請(qǐng)人在合成了上述萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂的基礎(chǔ)上，制備了非離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇(CN101914194A)和陽(yáng)離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇水分散體(CN101701059A)，并報(bào)道了它們作為水性羥基組分與聚異氰酸酯交聯(lián)制備雙組分水性聚氨酯的用途。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體及其制備方法和用途。該方法利用天然可再生資源萜烯制備的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體與親水改性的聚二異氰酸酯反應(yīng)形成的聚氨酯聚合物性能優(yōu)良。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體，以萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂與對(duì)氨基苯甲酸在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，制得的產(chǎn)物用堿中和后直接分散在水中，得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體，自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺的羥值130～160mg/g、胺值70～140mg/g，水分散體的Z均粒徑大小20～80nm、黏度100～1000mPa·s(25℃，30％固含量)；所述的萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂為萜烯馬來(lái)酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂或氫化萜烯馬來(lái)酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值0.32～0.39mol/100g。

制備所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體的方法，所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺是以萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂與對(duì)氨基苯甲酸在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，再用堿中和后直接分散在水中得到穩(wěn)定的透明或半透明的自乳化陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺水分散體，所述的萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂為萜烯馬來(lái)酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂或氫化萜烯馬來(lái)酸酐縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值0.32～0.39mol/100g；

所述的陰離子型萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂多元醇胺的制備過(guò)程為：

對(duì)氨基苯甲酸的用量為萜烯基環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的30～50％。

所述的有機(jī)溶劑為丙酮或丁酮。

反應(yīng)溫度為60～100℃，反應(yīng)時(shí)間為3～10h。

中和是使用三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的任意一種堿性物質(zhì)。