[發明專利]一種環氧酯改性水性醇酸樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202010109961.1
• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN111253560A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 閆福安;徐德鵬
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/49;C09D167/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種環氧酯改性水性醇酸樹脂及其制備方法，該環氧酯改性水性醇酸樹脂，由環氧酯預聚體接枝到醇酸樹脂上后，引入親水性單體，再經中和分散制得，且按重量份計，制得所述環氧酯改性水性醇酸樹脂的原料包括：環氧酯預聚體：15～39份，有機一元脂肪酸：90～110份，有機二元酸：28～37份，有機多元醇：18～30份，二甲苯：15～21份，偏苯三酸酐：10～20份，助溶劑：30～60份，中和劑：15～26.5份。本發明的環氧酯改性水性醇酸樹脂具有優異的干性、硬度、附著力、耐水性等性能，將其用于水性涂料時，所得的水性涂料具有附著力強、硬度高、耐沖擊性優良等特點，且該水性涂料中VOC排放量極低，性能能夠達到或超過同類溶劑型涂料的性能指標，而且節能、環保，適合于大規模推廣應用。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，特別涉及一種環氧酯改性水性醇酸樹脂及其制備方法。

背景技術

醇酸樹脂屬于我國發展最早、總產量最大的合成樹脂，具有良好的綜合性能，其原材料來源豐富，不完全依賴石油化工產品，生產成本受石油價格影響相對較少。同時樹脂酸值較低，能夠能溶解于多種有機溶劑，適用于木材、塑料和金屬的表面涂裝，對顏填料等有較好的潤濕和分散性。

水性涂料常用的水性樹脂有：水性環氧樹脂、水性聚氨酯、水性丙烯酸樹脂、水性醇酸樹脂等。其中醇酸樹脂是我國發展最早、產量最大的合成樹脂，它價格便宜、施工簡單、原料來源豐富、酸值低、能溶解于多種有機溶劑，適用于一切木材、塑料、金屬的表面涂裝，對顏料、填料等有較好的潤濕和分散性，用其制成的漆，漆膜光亮，附著力強，耐久性好，柔韌性、光澤和豐滿度都非常優良，可與多種合成樹脂混合使用。當然，醇酸樹脂在性能上也存在涂膜干燥緩慢，硬度低，耐水性、耐腐蝕性差，戶外耐候性不佳等缺點，這都需要通過改性來改善其性能。為了滿足環保法規的要求以及市場的需要，醇酸樹脂的發展將隨著的水性化、改性研究的拓寬與深入而日新月異。

醇酸樹脂分子具有極性主鏈和非極性側鏈，使其能夠和許多樹脂、化合物較好地混溶，為進行各種物理改性提供了前提；此外其分子上具有羥基、羧基和雙鍵等反應性基團，可通過化學合成的途徑引入其它分子，這是對醇酸樹脂化學改性的基礎。水性醇酸樹脂的改性研究主要集中在以下幾方面：

1.苯乙烯改性水性醇酸樹脂：苯乙烯改性醇酸樹脂涂料具備三大特點：粘接力強、干燥速度快、耐水性好。苯乙烯改性水溶性醇酸樹脂可采取兩種方法，一是先用苯乙烯改性合成醇酸樹脂的原料，即改性脂肪酸或醇解后的油，然后再合成水溶性醇酸樹脂，從而得到苯乙烯改性水性醇酸樹脂；另一個方法是先制備好水溶性醇酸樹脂后，再用苯乙烯改性。一般后者的產品綜合性能較好，生產工藝也易于控制。苯乙烯改性水溶性醇酸樹脂可以提高醇酸樹脂的耐水性、耐堿性、硬度和干率，可以制備快干、耐潮、光亮、美觀的室內用防護與裝飾磁漆、農機用漆，但是苯乙烯改性水溶性醇酸樹脂降低了樹脂的柔韌性、耐候性及耐烴類溶劑的性能，與未改性的醇酸樹脂不能混合，因此兩者也不能混合使用；

2.丙烯酸改性水性醇酸樹脂：丙烯酸改性水溶性醇酸樹脂一般有兩種方法：一種是雙鍵共聚法，就是將丙烯酸類單體與醇酸樹脂中脂肪鏈上的共扼雙鍵發生DielS-Alder反應；另一種改性法是將單體與預聚物中的不飽和二元酸如順丁烯二酸酐進行共聚，使共扼雙鍵丙烯酸化。在醇酸樹脂中引入二元環狀羧酸，將丙烯酸酯類單休通過游離基聚合接枝到醇酸樹脂分子中，合成丙烯酸改性水溶性醇酸樹脂，該樹脂制備的涂料具有優良的干燥性、耐水性、耐鹽霧性能及機械性能。從總體上看，丙烯酸改性醇酸樹脂比苯乙烯改性醇酸樹脂具有更好的耐候性、保旋光性以及耐刮傷性。因而，對醇酸樹脂的丙烯酸改性是一個很有發展前景的研究領域。但是，該方法也存在工藝路線長、成本較高的缺點，影響了起技術應用。