[發明專利]一種環氧改性醇酸樹脂及其高硬度快速反應型涂料

無效

• 申請號: 201310451747.4
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103554461A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 何宇;陳榮;許凱;陳鳴才
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G81/00;C09D175/06;C09D7/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;張燕玲

技術領域

本發明屬于環氧樹脂涂料領域，特別涉及一種環氧改性醇酸樹脂及其高硬度快速反應型涂料。

背景技術

木材家具通過不同工藝的表面涂裝，可以起到保護家具的作用，使疏松的底材更加結實，讓家具具有良好的耐水、耐磨、耐腐蝕等性能。對木材進行涂裝，達到理想的涂裝目的并不是容易的事情，主要有幾個重要的原因：（1）木質的密度不均勻性及多孔性，要求涂料有良好的附著力。（2）加工環境與使用環境的復雜多變性，要求涂料具有硬度高，耐磨性好，保證漆膜的持久性。（3）相對于特種涂料而言，由于需要在極端條件下使用，所以要求涂料具有耐高溫，耐化學腐蝕性，硬度高等特點。涂料在使用過程中經常會遇到，由于涂層硬度不高引起不耐磨、不耐刮傷的問題，針對這一問題，通常采用的辦法是進行樹脂改性或加入硬性填料。但僅靠使用硬質粉體增加涂層的耐磨性和硬度是遠遠不夠的，而且使用硬質粉體在提高硬度的同時，涂層的柔韌性會顯著下降，涂層的脆性增大，當受到外力作用時，非常容易被破壞。所以通過樹脂改性提高硬度成為必然。

環氧樹脂分子鏈上含有羧基、羥基、環氧基等基團，因此具有優良的機械性能和理化性能。環氧樹脂涂料在干燥過程中通過交聯而成為網狀結構的大分子，固化后的漆膜具有優良的耐腐蝕性、硬度高、耐磨性和附著力好的特點。缺點是只通過單純的環氧樹脂固化，漆膜豐滿度差、易粉化。醇酸樹脂綜合性能適中，制備的涂料具有優良的柔韌性和自干性。通過環氧改性自干性醇酸樹脂，既保持了醇酸樹脂的自干性和柔韌性，又具有環氧樹脂的優良的耐腐蝕性和高硬度。現有技術中針對環氧樹脂與醇酸樹脂改性涂料進行了較多的研究，通常環氧改性醇酸樹脂都是利用環氧樹脂取代部分多元醇，在聚合反應中直接將環氧樹脂引入醇酸樹脂聚合物中，而后在聚合后期逐漸加入多元酸以防止反應凝膠。用該法合成環氧改性醇酸樹脂時由于是一步反應，環氧所占的比例通常較小，因為如果環氧所占的比例高了的話會很容易在反應過程中出現凝膠，所以低環氧含量往往導致低硬度。另外有研究稱可以先通過環氧樹脂與脂肪酸反應合成環氧酯，然后環氧酯再與醇酸樹脂進行酯交換。用該法合成改性樹脂時，酯交換極難反應完全，而且酯交換產生的副產物會對環境造成危害，對生產廠家造成浪費，且存在干速慢和不耐磨的問題。

因此，尋求一種工藝簡單，同時產品又具備硬度高、耐磨性好、干燥快的改性醇酸樹脂的生產方法，具有十分重要的意義。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種環氧改性醇酸樹脂。

本發明另一目的在于提供一種上述環氧改性醇酸樹脂的制備方法。

本發明再一目的在于提供一種基于上述環氧改性醇酸樹脂制備得到的高硬度快速反應型涂料。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種環氧改性醇酸樹脂，由以下方法制備得到：

（1）將多元醇與多元酸混合，加入二甲苯后，加熱反應1～2h后，升溫反應至完全，得到醇酸樹脂；

（2）把環氧樹脂、醇酸樹脂和催化劑混合，加熱反應2～4h，過濾出料，得到環氧改性醇酸樹脂。

所述的多元醇指甘油、新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、丙二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、丙二醇、蓖麻油、亞麻油、桐油和豆油中的至少一種。

所述的多元酸指己二酸、葵二酸、苯酐、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、六氫苯酐和偏苯三酸酐中的至少一種。

步驟（1）中所用多元醇和多元酸的質量比為1:1.2～1:2.3。通過調節多元醇和多元酸的質量比，控制醇酸樹脂的分子量以及樹脂的酸值。

所用二甲苯的量為每100質量份多元醇使用16～20質量份。

步驟（1）中所述的加熱指加熱至120～130℃。

步驟（1）中所述的升溫反應至完全指加熱到160～180℃，恒溫反應至酸值≦100mgKOH/g。

所述的反應至完全后通過抽真空除去二甲苯。

步驟（2）中所用環氧樹脂和醇酸樹脂的質量比為1:4～1:7。環氧樹脂所占的比例太低會使改性樹脂的硬度受影響，環氧樹脂所占的比例太高，在環氧改性醇酸樹脂的過程中又容易出現凝膠。

所述的環氧樹脂指雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅改性雙酚A型環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂和縮水甘油胺型環氧樹脂中的至少一種。

所述的催化劑指三苯基磷、四丁基鏻乙酸鹽、乙酰丙酮鉻、三乙醇胺、芐基二甲胺和芐基三苯基鏻氯化物中的至少一種。