[發明專利]一種水性有機硅改性醇酸樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201410247745.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104086761A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 涂偉萍;周達朗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/695;C09D167/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及一種醇酸樹脂，特別涉及一種水性有機硅改性醇酸樹脂及其制備方法。

背景技術

醇酸樹脂是一種重要的化工產品，其單體來源豐富、價格低廉、品種多樣、配方變化多樣，自開發以來，醇酸樹脂在涂料工業一直占有重要地位。

在傳統方法上，醇酸樹脂(預聚體)主要使用偏苯三酸酐作為水性化單體，但這種工藝制備的預聚體黏度大，不利于后續改性步驟的實施。由于酯基的存在，醇酸樹脂硬度低、耐熱性、耐候性較差。如何提高醇酸樹脂涂料的性能，成為人們探討和研究的重點。從結構來看，醇酸樹脂分子結構中具有羧基、羥基、酯基和雙鍵等反應基團，可以通過化學方法引入其他分子，對醇酸樹脂進行改性，提高醇酸涂料的綜合性能。

有機硅樹脂具有好的耐候性，耐熱性和電絕緣性，采用有機硅對醇酸樹脂改性，改善了醇酸涂料性能的不足。專利申請(申請號為201210567066.x)公開了一種自干型有機硅改性醇酸樹脂及其制備方法，先把油酸、季戊四醇、95％甘油、苯甲酸、順酐、有機硅中間體、二甲苯依次加入反應釜，升溫至220～230℃，保溫2h后，測酸值為小于等于5mgKOH/g時，將溫至150℃，再依次加入苯酐、二甲苯，升溫至200～210℃，保溫1h，指標合格后出料。此方法所制得的產品具有干燥快、硬度高等特點。但此產品為傳統溶劑型產品,不符合當今涂料行業水性化的發展趨勢。廣州珠江化工集團有限公司陳細容等(文獻：有機硅改性醇酸樹脂的研制)研制了一種有機硅改性醇酸樹脂。先將亞麻油、助劑1加入反應釜，升溫至210℃，加入季戊四醇后在升溫至240℃，保溫1h，容忍度合格后，加入苯酐，降溫至210℃，保溫至酸值合格后，降溫至100℃加入助劑2和硅酮中間體，升溫至150℃，升溫至150℃，保溫4h后在升溫至190℃至酸值合格，降溫出料。四川輕化工學院基礎部李可彬(文獻：有機硅改性醇酸樹脂的合成工藝與涂料性能)對有機硅改性醇酸樹脂的合成工藝進行了研究。以羥基硅氧烷及豆桐油醇酸低聚物為原料，在160℃，鈦酸四異丙脂作催化劑下，反應3h，指標合格后，降溫出料。實驗證明，此產品的物理機械性能較未改性的醇酸樹脂有較大提升，尤其是耐水性、耐候性、耐熱性。哈爾濱工程大學陳興娟(文獻：室溫固化有機硅改性醇酸瓷漆的研究)以氯硅烷為原料，在15-30℃下制備有機硅中間體；在220～240℃下，以亞麻油、季戊四醇、甘油、鄰苯二甲酸酐為原料制備終酸值為13mgKOH/g的醇酸樹脂；最后將有機硅中間體直接加到反應達終點的醇酸樹脂反應釜中反應即可制得產品。有機硅中間體的加入改善了醇酸樹脂的耐候性、耐臭氧、耐紫外線等。

盡管有機硅的加入改善了醇酸樹脂的耐水性、耐熱性等性能，但有機硅改性的醇酸樹脂貯藏性能低、易結塊凝膠，使用大量的有機溶劑，反應的溫度較高(有機硅進行改性時)等等不足，如何克服這些不足進而改善材料的性能，成為人們研究的重點。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種水性有機硅改性醇酸樹脂。

本發明的另一目的在于提供上述水性有機硅改性醇酸樹脂的制備方法。

本發明的目的通過以下述技術方案實現：

一種水性有機硅改性醇酸樹脂，由以下按重量份計的組分組成：

所述的不飽和脂肪油為豆油、亞麻油、蓖麻油和桐油中的一種以上；

所述多元醇為甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷和季戊四醇中的一種以上；

所述多元酸為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、納迪克酸酐(順式-3,6-內亞甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐)、四氫苯酐和馬來酸酐中的一種以上；

所述有機硅單體為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和六甲基二硅氧烷中的一種以上；

所述醇解催化劑為氫氧化鋰、氧化鉛、氧化鈣和氫氧化鈣中的一種以上；

所述酯化催化劑為酯化催化劑BC-98；

所述助溶劑為乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、聚乙二醇、二乙二醇二甲基醚和正丁醇中的一種以上；

所述中和劑為N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、氫氧化四甲基銨和AMP-95中的一種以上。

所述水性有機硅改性醇酸樹脂的制備方法，包括以下步驟：