一种耐水解水性醇酸树脂的制作方法

1.本发明涉及醇酸树脂技术领域，尤其涉及一种耐水解水性醇酸树脂。


背景技术：

2.醇酸树脂于1927年研制成功，由于醇酸树脂的独特性能，得到了极其迅速的发展，80年代国外醇酸树脂用量约占全部合成树脂的40％，尤其北美用量更大，在我国也有27％的比例，但是随着全世界环境保护热潮的兴起，涂料对环境的污染越来越受到高度的重视，所以油溶性涂料逐步被水性涂料所取代。
3.化学物质溶于水后能够发生水解反应；如氯气溶于水后生成氯化氢和次氯酸，乙酸乙酯溶于水后部分生成乙醇和乙酸；这种性质叫做水解性，不容易发生水解的性质就是耐水解性；而现有的醇酸树脂为了提高耐水解性，通常会添加助剂和控制生产工艺；添加助剂虽然有助于提高醇酸树脂的耐水解性，但也会导致醇酸树脂在后期使用过程中发生渗色现象或者粘度过高的情况。


技术实现要素：

4.(一)发明目的
5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种耐水解水性醇酸树脂，为提高水性醇酸树脂的耐水解性,利用新戊二醇的位阻效应提高酯键的耐水解性能,通过实验新戊二醇的最佳用量为三羟甲基丙烷的15％,这样既能保证醇酸树脂的水溶性和成膜综合性能,同时可以大幅提高醇酸树脂的耐水解性能；同时为了避免醇酸树脂在后期使用过程中发生粘度过高的情况，在醇酸树脂使用过程中加醇酸漆稀释剂，或者用200号溶剂和二甲苯的混合溶剂调整粘度，从而降低干性醇酸树脂水溶为水性醇酸树脂后的粘度，提高水性涂料的经济效益，满足醇酸树脂水性涂料的市场需求。
6.(二)技术方案
7.本发明提供了一种耐水解水性醇酸树脂，它是由脂肪酸、二元酸、多元醇和阻剂反应而成；其中，脂肪酸采用豆油酸；豆油酸用量为183.69；二元酸采用苯酐和偏苯三酸酐；苯酐和偏苯三酸酐用量为155.33；多元醇采用三羟甲基丙烷；三羟甲基丙烷用量为145.04；阻剂采用新戊二醇；新戊二醇的用量为三羟甲基丙烷的15％，即21.756；水性醇酸树脂的合成分为两步，第一步为羟基醇酸树脂的合成；第二步为在羟基醇酸树脂引进水溶性官能团；第一步混合物酸价控制为8～12；第二步加入偏苯三酸酐后树脂酸价为50～60；在合成后的水性醇酸树脂中加入醇酸漆稀释剂或200号溶剂和二甲苯的混合溶剂。
8.优选的，苯酐和偏苯三酸酐的比例为5:1。
9.优选的，第一步的酯化温度为220℃～240℃。
10.优选的，第二步的酯化温度为210℃～220℃。
11.优选的，豆油酸中加入中和剂三乙胺。
12.优选的，水性醇酸树脂油度40％，最佳醇超量25％；水性醇酸树脂油度45％，最佳
醇超量20％；水性醇酸树脂油度50％，最佳醇超量15％；水性醇酸树脂油度55％，最佳醇超量10％。
13.优选的，水性醇酸树脂油度45％时，性能最佳。
14.制备过程如下：
15.s1、将配方量的豆油酸和配方量的三羟甲基丙烷加入反应釜中，通入氮气，开始搅拌，升温；升温至220℃～240℃，开始酯化反应，并保温3小时；
16.s2、结束第一步反应时，进行酸价测定，使酸价为8～12；
17.s3、加入苯酐、偏苯三酸酐和新戊二醇；迅速降温，使反应釜温度维持在210℃～220℃，保温3小时；
18.s4、结束第二步反应时进行酸价测定，使酸价为50～60；
19.s5、降温，搅拌10分钟后进行出料，即得水性醇酸树脂。
20.与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：为提高水性醇酸树脂的耐水解性,利用新戊二醇的位阻效应提高酯键的耐水解性能,通过实验新戊二醇的最佳用量为三羟甲基丙烷的15％,这样既能保证醇酸树脂的水溶性和成膜综合性能,同时可以大幅提高醇酸树脂的耐水解性能；同时为了避免醇酸树脂在后期使用过程中发生粘度过高的情况，在醇酸树脂使用过程中加醇酸漆稀释剂，或者用200号溶剂和二甲苯的混合溶剂调整粘度，从而降低干性醇酸树脂水溶为水性醇酸树脂后的粘度，提高水性涂料的经济效益，满足醇酸树脂水性涂料的市场需求。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
22.本发明提出的一种耐水解水性醇酸树脂，它是由脂肪酸、二元酸、多元醇和阻剂反应而成；其中，脂肪酸采用豆油酸；豆油酸用量为183.69；二元酸采用苯酐和偏苯三酸酐；苯酐和偏苯三酸酐用量为155.33；多元醇采用三羟甲基丙烷；三羟甲基丙烷用量为145.04；阻剂采用新戊二醇；新戊二醇的用量为三羟甲基丙烷的15％，即21.756；这样既能保证醇酸树脂的水溶性和成膜性能，也能确保醇酸树脂的成膜综合性能最佳；水性醇酸树脂的合成分为两步，第一步为羟基醇酸树脂的合成；第二步为在羟基醇酸树脂引进水溶性官能团；第一步混合物酸价控制为8～12；第二步加入偏苯三酸酐后树脂酸价为50～60；在合成后的水性醇酸树脂中加入醇酸漆稀释剂或200号溶剂和二甲苯的混合溶剂。
23.在一个可选的实施例中，苯酐和偏苯三酸酐的比例为5:1。
24.在一个可选的实施例中，第一步的酯化温度为220℃～240℃。
25.在一个可选的实施例中，第二步的酯化温度为210℃～220℃。
26.在一个可选的实施例中，豆油酸中加入中和剂三乙胺；根据不同油酸合成的水性醇酸树脂，中和剂的用料与理论用量需要实验测定。
27.在一个可选的实施例中，水性醇酸树脂油度40％，最佳醇超量25％；水性醇酸树脂油度45％，最佳醇超量20％；水性醇酸树脂油度50％，最佳醇超量15％；水性醇酸树脂油度55％，最佳醇超量10％；同时，参照溶剂型醇酸树脂根据k值计算醇超量的方法，计算水性醇
酸树脂随着油度的不同的最佳醇超量，理论计算与实验结构一致。
28.在一个可选的实施例中，水性醇酸树脂油度45％时，性能最佳。
29.制备过程如下：将配方量的豆油酸和配方量的三羟甲基丙烷加入反应釜中，通入氮气，开始搅拌，升温；升温至220℃～240℃，开始酯化反应，并保温3小时；结束第一步反应时，进行酸价测定，使酸价为8～12；加入苯酐、偏苯三酸酐和新戊二醇；迅速降温，使反应釜温度维持在210℃～220℃，保温3小时；结束第二步反应时进行酸价测定，使酸价为50～60；降温，搅拌10分钟后进行出料，即得水性醇酸树脂。
30.通过制漆成本分析，豆油酸合成的水性醇酸树脂制成的涂料和传统的溶剂型醇酸树脂制成的涂料材料陈本每吨高出元，但是考虑施工时兑稀溶剂因素，二者在施工成本基本差不多。豆油酸合成的水性醇酸树脂应用前景广阔。
31.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。