專利名稱：環(huán)保裝修漆用短油度無苯醇酸樹脂及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)保裝修漆用短油度無苯醇酸樹脂，還涉及該無苯醇酸樹脂的制備方法。
背景技術：
許多油漆和樹脂生產廠家都在研制無苯醇酸樹脂，但是配方和生產工藝不盡相同。通常醇酸樹脂的合成方法有溶劑法、熔融法、脂肪酸法和醇解法。其中熔融法使用較多，但是此法不易控制，高溫反應時因苯酐和多元醇揮發(fā)較多，特別在制備短油度醇酸樹脂時，物料損失太大，而且生產過程很難控制，樹脂顏色偏深，因此在制備短油度醇酸樹脂時，一般采用溶劑法。溶劑法因為使用回流裝置，物料損失小，又可以通過溶劑的量來控制反應溫度，生產的水分容易帶出，可以縮短反應時間，樹脂的均一性好，由此產生的問題是如何選用回流溶劑。
傳統(tǒng)的回流溶劑是二甲苯，它不適用于生產無苯醇酸樹脂。脂肪烴類溶劑不溶于短油度醇酸樹脂，酯類溶劑在反應過程中易和配方中的原料發(fā)生酯化反應，因此不能用單一的無苯溶劑作為回流溶劑來生產短油度無苯醇酸樹脂。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供環(huán)保裝修漆用短油度無苯醇酸樹脂及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過使用一種無苯回流溶劑實現的。本發(fā)明采用脂肪烴類溶劑與酮類溶劑配制成混合溶劑，按溶劑溶解度參數與氫鍵指數，經過實驗得出用200#油漆溶劑油和甲乙酮按7～8∶1～2的比例配制，該混合溶劑的餾程和沸點與二甲苯相近，按等量代替二甲苯作回流溶劑，在150℃即有回流。該混合回流溶劑的用量控制在投料總量的3.5～6.5％。
無苯醇酸樹脂按照其光澤度的高低可以分為無苯亮光醇酸樹脂和無苯啞光醇酸樹脂。本發(fā)明的無苯亮光醇酸樹脂和無苯啞光醇酸樹脂都是通過使用無苯混合回流溶劑而實現的。
本發(fā)明無苯亮光醇酸樹脂的原料包括以下組分組分重量％蓖麻油 3～5月桂酸 22～25苯甲酸 1.5～3苯酐28～30己二酸 5～7三羥甲基丙烷30～35新戊二醇1.5～31，6-己二醇 1～2。
本發(fā)明無苯亮光醇酸樹脂的原料優(yōu)選包括以下重量(％)配比的組分組分重量％蓖麻油 2～3.5月桂酸 24～25苯甲酸 1.5～2苯酐29～30己二酸 6～7三羥甲基丙烷32～34新戊二醇1.5～21，6-己二醇 1.2～1.7。
本發(fā)明無苯亮光醇酸樹脂的原料更優(yōu)選包括以下重量(％)配比的組分組分重量％蓖麻油 2.62
月桂酸 24.34苯甲酸 1.87苯酐29.03己二酸 6.55三羥甲基丙烷33.11新戊二醇1.871，6-己二醇 1.5。
本發(fā)明無苯啞光醇酸樹脂的原料包括以下組分組分重量％蓖麻油 15～20月桂酸 10～15苯甲酸 1.5～3苯酐30～40己二酸 2.5～5三羥甲基丙烷15～20二甘醇 3～5季戊四醇4～6甘油3～6。
本發(fā)明無苯啞光醇酸樹脂的原料優(yōu)選包括以下重量(％)配比的組分組分重量％蓖麻油 16.5～18月桂酸 11～13.5苯甲酸 1.5～2.5苯酐32～36己二酸 3.5～4.5三羥甲基丙烷16～18二甘醇 3～4季戊四醇5～6
甘油 4～5。
本發(fā)明無苯啞光醇酸樹脂的原料更優(yōu)選包括以下重量(％)配比的組分組分 重量％蓖麻油17.21月桂酸12.43苯甲酸1.91苯酐 33.46己二酸3.82三羥甲基丙烷 17.21二甘醇3.44季戊四醇 5.74甘油 4.78。
上述兩種原料組分中所用蓖麻油為精煉蓖麻油，月桂酸的純度在99％以上，其它原料均為工業(yè)級。
本發(fā)明還提供了無苯醇酸樹脂的制備方法，包括以下步驟(1)按照200#油漆溶劑油與甲乙酮的比例為7～8∶1～2配制無苯回流溶劑；(2)將占樹脂原料總量的3.5～5.5％(重量)的無苯回流溶劑加入樹脂原料中，加入0.005～0.02％的減色劑M070和抗氧劑PST-2，優(yōu)選加入0.01％，升溫至150℃，觀察回流情況，如出現回流，說明回流溶劑配制正確，其間保溫一段時間，優(yōu)選1小時，繼續(xù)升溫，優(yōu)選以每小時10℃的速度升溫至200℃±5℃，反應數小時，優(yōu)選4～8小時，待格氏管粘度為120秒/25℃(60％)，且酸價小于10mgKOH/g時降溫轉釜；(3)采用脫水醋酸丁酯作為兌稀溶劑，使樹脂中苯、甲苯和二甲苯的含量不大于0.5％，兌稀后樹脂的濃度為50～70％，即得到產品。
使用上述原料和方法制得的無苯亮光醇酸樹脂，用轉盤式旋轉粘度計測得產品的粘度為7000±1000CPS/25℃，三苯含量(苯、甲苯、二甲苯)≤0.5％，酸價＜10mgKOH/g，固含量為80±1％。
使用上述原料和方法制得的無苯啞光醇酸樹脂，經檢測，產品的粘度為2500±300CPS/25℃，三苯含量(苯、甲苯、二甲苯)≤0.5％，酸價＜10mgKOH/g，固含量為65±2％。
本發(fā)明采用苯甲酸、蓖麻油酸改性，以增加光澤和柔韌性及硬度，提高施工性能，制成成品手感極好。本發(fā)明產品的沖擊強度比市售樹脂高10～20cm。
得到的無苯醇酸樹脂與芳香烴、酯類、酮類溶劑的相溶性好，可用乙酸乙酯、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、CAC溶劑稀釋。
本發(fā)明還采用1，6-己二醇改善樹脂的機械性能，使制成的成品樹脂有優(yōu)越的機械性能，亮光漆膜豐滿度好，保光、保色性好。
通過適當地控制各原料之間的比例，使啞光樹脂的啞粉使用量降低至3.5～4％(一般市售樹脂的啞粉使用量為8～10％)。制得的無苯啞光醇酸樹脂實干后，啞光漆膜手感爽滑，啞粉排布均勻。
本發(fā)明無苯醇酸樹脂與甲苯二異氰酸酯(TDI)加成物(無苯)比例配漆，可制成無苯環(huán)保裝修啞光漆、無苯環(huán)保裝修亮光漆、其涂層附著力好、耐沖擊、硬度高、耐候性佳、無三苯揮發(fā)，揮發(fā)性有機化合物含量(VOC)比市售無苯醇酸樹脂低50～100g/L，有利于施工者和消費者的身心健康和環(huán)境保護。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明的內容進行詳細描述，但應當理解，本發(fā)明的內容不受實施例具體描述的限制。
實施例中所用原料的純度級別和生產廠家如下蓖麻油一級，內蒙通遼市通華蓖麻化工公司月桂酸含量99％，等級1299，馬來西亞天然油脂公司苯甲酸一級，武漢化工廠苯酐湖北博爾德化學股份有限公司己二酸德國拜耳化工有限公司三羥甲基丙烷日本三菱公司新戊二醇一級，日本三菱化學株式會社減色劑M070德國拜耳化工有限公司抗氧劑PST-2瑞典柏斯托化工公司200#油漆溶劑油茂名石油化工有限公司甲乙酮茂名石油化工有限公司脫水醋酸丁酯廣州溶劑廠甘油藥用級，天津化學試劑公司未注明純度級別的均為工業(yè)級。
實施例1無苯亮光醇酸樹脂組分 用量(g)蓖麻油 2.62月桂酸 24.34苯甲酸 1.87苯酐 29.03己二酸 6.55三羥甲基丙烷 33.71新戊二醇 1.871，6-己二醇1.5減色劑M0700.01抗氧劑PST-20.01回流溶劑(200#油漆溶3.5劑油∶甲乙酮為8∶1)將上述原料按反應釜裝料量(80％容積)一次投入反應釜(武漢化工機械廠)，通CO2氣體，緩慢升溫至120℃啟動攪拌，反應釜為內盤管外半管式熱煤加熱反應釜，攪拌轉速為65轉/分，裝有冷凝器，冷凝器裝有分水器，分水器裝有回流管至反應釜。繼續(xù)升溫至回流后，以每小時10℃的速度升溫，分水至150℃保溫1小時，繼續(xù)以每小時10℃的速度升至195℃，穩(wěn)定此溫度繼續(xù)反應4～8小時，其間測格氏管粘度，酸價＜10mgKOH/g，格氏管粘度為120s/25℃時轉測旋轉粘度，粘度為5000～8000CPS/25℃時為合格，轉釜兌稀，消耗30g兌稀溶劑脫水醋酸丁酯。
配漆后，檢測指標如下檢測指標 本發(fā)明產品市售產品表干 20分鐘20分鐘實干 4小時 5小時光澤 ＞101 98～99硬度 ＞h，＜2h ＜h沖擊強度 50cm 20～25cm附著力(劃圈法) 一級 二級柔軟性 1mm 3mm揮發(fā)性有機化合物含量 ＜750g/L ＞750g/L市售產品為江蘇三木集團公司生產的牌號為3880的亮光醇酸樹脂。
實施例2無苯啞光醇酸樹脂組分 用量(g)蓖麻油 17.21月桂酸 12.43苯甲酸 1.91苯酐 33.46己二酸 3.82三羥甲基丙烷 17.21季戊四醇 5.74二甘醇 3.44甘油 4.78減色劑M0700.01抗氧劑PST-20.01回流溶劑(200#油漆溶3.5劑油∶甲乙酮為7∶1)將上述原料按反應釜裝料量(80％容積)一次投入反應釜，通CO2氣體，緩慢升溫至120℃啟動攪拌，反應釜為內盤管外半管式熱煤加熱應釜，攪拌轉速為25轉/分，裝有冷凝器，冷凝器裝有分水器分水器裝有回流管至反應釜。繼續(xù)升溫至回流后，以每小時10℃的速度升溫，分水至150℃保溫1小時，繼續(xù)以每小時10℃的速度升至195℃，穩(wěn)定此溫度繼續(xù)反應4～8小時，其間測格氏管粘度，酸價＜10mgKOH/g，格氏管粘度為100s/25℃時測旋轉粘度，粘度為2500～3000CPS/25℃時為合格，轉釜兌稀，消耗30g兌稀溶劑脫水醋酸丁酯。
檢測指標(配漆后)如下檢測指標 本發(fā)明產品 市售產品表干 20分鐘 20分鐘實干 4小時 5小時光澤 ＜75＞75硬度 h ＜h沖擊強度 50cm20～30附著力(劃圈法) 一級二～三級柔軟性 1mm 3mm揮發(fā)性有機化合物含量 ＜650g/L＞650g/L市售產品為江蘇三木集團公司生產的牌號為3801-70的啞光醇酸樹脂。
權利要求
1.一種環(huán)保裝修漆用短油度無苯亮光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 2～5月桂酸 22～25苯甲酸 1.5～3苯酐 28～30己二酸 5～7三羥甲基丙烷 30～35新戊二醇 1.5～31，6-己二醇1～2，且該樹脂的三苯含量(苯、甲苯、二甲苯)≤0.5％。
2.如權利要求1所述的無苯亮光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 2～3.5月桂酸 24～25苯甲酸 1.5～2苯酐 29～30己二酸 6～7三羥甲基丙烷 32～34新戊二醇 1.5～21，6-己二醇1.2～1.7。
3.如權利要求2所述的無苯亮光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 2.62月桂酸 24.34苯甲酸 1.87苯酐 29.03己二酸 6.55三羥甲基丙烷 33.11新戊二醇 1.871，6-己二醇1.5。
4.如權利要求1至3之一所述的無苯亮光醇酸樹脂，其粘度為7000±1000CPS/25℃，酸價＜10mg KOH/g，固含量為80±1％。
5.一種環(huán)保裝修漆用短油度無苯啞光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 15～20月桂酸 10～15苯甲酸 1.5～3苯酐 30～40己二酸 2.5～5三羥甲基丙烷 15～20二甘醇 3～5季戊四醇 4～6甘油 3～6。且該樹脂的三苯含量(苯、甲苯、二甲苯)≤0.5％。
6.如權利要求5所述的無苯啞光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 16.5～18月桂酸 11～13.5苯甲酸 1.5～2.5苯酐 32～36己二酸 3.5～4.5三羥甲基丙烷 16～18二甘醇 3～4季戊四醇 5～6甘油 4～5。
7.如權利要求6所述的無苯啞光醇酸樹脂，該樹脂的原料包括組分 重量％蓖麻油 17.21月桂酸 12.43苯甲酸 1.91苯酐 33.46己二酸 3.82三羥甲基丙烷 17.21二甘醇 3.44季戊四醇 5.74甘油 4.78。
8.如權利要求5至7之一所述的無苯啞光醇酸樹脂，其粘度為2500±300 CPS/25℃，酸價＜10mg KOH/g，固含量為65±2％。
9.一種制備如權利要求1或5所述的無苯醇酸樹脂的方法，該方法包括以下步驟(1)按照200#油漆溶劑油與甲乙酮的比例為7～8∶1～2配制無苯回流溶劑；(2)將占樹脂原料總量的3.5～5.5重量％的無苯回流溶劑加入樹脂原料中，加入0.005～0.02％的減色劑M070和抗氧劑PST-2，升溫至150℃出現回流，保溫，然后繼續(xù)升溫反應，待格氏管粘度為120秒/25℃(60％)，且酸價小于10mgKOH/g時降溫轉釜；(3)采用脫水醋酸丁酯作為兌稀步驟(2)中生成的樹脂，使兌稀后樹脂中苯、甲苯和二甲苯的含量不大于0.5％。
10.如權利要求9所述的方法，其中加入0.01重量％的減色劑M070和抗氧利PST-2，在150℃下保溫1小時，而后升溫至200℃±5℃，然后再反應4～8小時。
全文摘要
本發(fā)明提供了環(huán)保裝修漆用短油度無苯醇酸樹脂，其中無苯亮光醇酸樹脂的原料是由蓖麻油、月桂酸、苯甲酸、苯酐、己二酸、三羥甲基丙烷、新戊二醇和1，6－己二醇組成的，無苯啞光醇酸樹脂的原料是由蓖麻油、月桂酸、苯甲酸、苯酐、己二酸、三羥甲基丙烷、二甘醇、季戊四醇和甘油組成的。還提供了制備這種無苯醇酸樹脂的方法，包括以下步驟配制無苯回流溶劑；反應；兌稀。本發(fā)明產品的苯、甲苯和二甲苯含量≤0.5％。
文檔編號C08G63/00GK1657550SQ200410039168
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月18日 優(yōu)先權日2004年2月18日
發(fā)明者方學平 申請人:方學平