[發明專利]一種低VOC高固含水性醇酸樹脂涂料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011466374.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112760019A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 沈岳;時迎娜
• 申請（專利權）人: 奔騰漆業（上海）有限公司
• 主分類號: C09D167/08
• 分類號: C09D167/08;C09D105/08;C09D7/65;C08G63/49
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發明提供的一種低VOC高固含水性醇酸樹脂涂料，包括以下重量份的組份：水性醇酸樹脂30?50份，固化劑2?3份，表面活性劑1?3份，緩沖劑1?5份，顏填料1?10份，消泡劑1?3份，流動促進劑1?3份，豆油1?3份，羧甲基殼聚糖5?10份。本發明提供的水性醇酸樹脂涂料利用特殊的單體制得超低VOC、高固含水性醇酸樹脂涂料，實現水性涂料高固低黏的技術，突破高固體分溶劑型涂料無法水性化的技術難題，進一步減少VOC排放。

技術領域

本發明涉及涂料材料領域，特別涉及一種低VOC高固含水性醇酸樹脂涂料及其制備方法與應用。

背景技術

通常要降低涂料的VOC含量有以下幾種方法：發展高固體份溶劑型涂料；開發無溶劑粉末涂料；發展水性涂料，以水取代全部或大部分有機溶劑。其中水性涂料是目前 最實際有效的辦法。而要發展水性涂料，首先就要實現涂料中成膜物質的水性化，也就 是發展能夠以水稀釋的樹脂水性樹脂。目前，國內水性醇酸及其涂料的發展已經得到了 很大的進步，但是與國外的技術水平相比依然存在較大差距。因此，改進已有的合成方 法并開發新工藝，利用國內現有原料生產出適合中價廉物美的水性醇酸樹脂，對我國涂 料工業的發展意義重大。

雖然與傳統溶劑型醇酸樹脂相比，水性醇酸樹脂滿足了當今社會環保低害的要求， 但是其發展卻相對緩慢。其主要原因是水性體系與溶劑型體系相比，具有其獨特的性能，這決定了水性醇酸樹脂的生產必然存在許多問題：(1)水的蒸發潛熱大，延長了漆 膜的干燥時間；(2)水的表面張力大，對顏料的分散和涂布性能等造成不利影響，耐沾 污性能也相對較差；(3)對涂覆的材質有一定的限制，較難應用在對水敏感的基材上； (4)水性醇酸樹脂一般需要經過加胺中和成鹽后才具有水溶性，因此通常呈弱堿性， pH約等于7.5～8.0，而樹脂中的酯鍵在堿性條件下容易發生水解，從而影響涂料的貯存 穩定性及其他涂膜性能；(5)分子鏈中過多的親水性基團會增加涂膜的吸水率，影響耐 水性，縮短漆膜的使用壽命。

要解決這些問題，在不影響水分散性能及乳液穩定性的同時，改善水性醇酸樹脂的 干燥性能、貯存穩定性、耐水性以及耐沾污性等，還需要對醇酸樹脂進行改性。通過引入環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯等具有特殊結構的樹脂，可在一定程度上提高水性醇 酸樹脂的性能。然而，目前醇酸樹脂的性能仍有進一步提高的需求。

發明內容

技術問題：為了解決現有技術的缺陷，本發明提供了一種低VOC高固含水性醇酸樹脂涂料及其制備方法與應用。

技術方案：本發明提供的一種低VOC高固含水性醇酸樹脂涂料，包括以下重量份的組份：水性醇酸樹脂30-50份，固化劑2-3份，表面活性劑1-3份，緩沖劑1-5份，顏 填料1-10份，消泡劑1-3份，流動促進劑1-3份，豆油1-3份，羧甲基殼聚糖5-10份； 所述水性醇酸樹脂，其結構式如下：

作為優選，所述水性醇酸樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)蓖麻油酸、過量的三羥甲基丙烷、過量的4,5-二甲氧基鄰苯甲酸酐聚合 反應，即得；反應式如下：

(2)在BBr₃存在下，式(I)所示的化合物脫甲氧基，得到式(II)所示的化合物； 反應式如下：

步驟(1)具體為：蓖麻油酸、三羥甲基丙烷、催化劑、溶劑投入到裝有分水 器、溫度計及攪拌的三口燒瓶中，升溫至210℃保持1h，繼續升溫至230-245℃， 保持酸值低于8mgKOH/g，降溫至145℃以下，再加入4,5-二甲氧基鄰苯甲酸酐， 升溫至175℃，反應至酸值41-45mg KOH/g，降溫，抽真空去除溶劑，即得；其 中，蓖麻油酸、三羥甲基丙烷、4,5-二甲氧基鄰苯甲酸酐的摩爾比為1：(2-3)：(2-3)。

步驟(2)具體為：在-83℃至0℃下，氮氣保護下，逐滴加入BBr3，從滴加開 始至反應完畢時間為1-2h，即得。