專利名稱：水溶性醇酸樹(shù)脂溶液和水溶性醇酸氨基烘漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油漆領(lǐng)域，具體涉及一種醇酸樹(shù)脂溶液及含有這種醇酸樹(shù)脂溶液的烘漆，以及醇酸樹(shù)脂溶液和烘漆的制備方法。
背景技術(shù)：
氨基樹(shù)脂與醇酸樹(shù)脂配合制成的氨基烘干涂料，是目前工業(yè)涂裝領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的涂料之一。它形成的涂膜具有較高的硬度和光澤度、耐酸堿性、耐水性和耐候性均明顯優(yōu)于醇酸涂料，且可流水線作業(yè)，施工方便。
目前，我國(guó)氨基烘干涂料在輕工、家電、汽車和機(jī)械等行業(yè)均占有重要的位置。但是，傳統(tǒng)的氨基烘干涂料基本上都是溶劑型的，烘干過(guò)程中大量有毒溶劑的揮發(fā)，不僅惡化了操作環(huán)境，增加了火災(zāi)隱患，還對(duì)大氣造成了嚴(yán)重的污染。隨著全球范圍內(nèi)石油產(chǎn)品的價(jià)格暴漲及各國(guó)環(huán)保法規(guī)的日漸嚴(yán)格，涂料生產(chǎn)廠家與涂料用戶對(duì)涂料的原料成本及成品涂料的有機(jī)揮發(fā)物(VOC)含量尤為重視。因此，在充分滿足使用性能的前提下，開(kāi)發(fā)水性烘干涂料來(lái)替代它，即節(jié)約資源又減輕環(huán)境污染、安全不燃，是一種具有廣闊市場(chǎng)發(fā)展前景的環(huán)境友好型涂料。
由于水性醇酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂混溶性不好，導(dǎo)致漆膜光澤和鮮映性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及溶劑型醇酸氨基烘漆。而且由于水性醇酸樹(shù)脂分子鏈的酯鍵在弱堿性條件下較易水解，使涂料貯存穩(wěn)定性下降，以及漆膜耐水性差等缺陷。這兩項(xiàng)因素限制其廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有溶劑型氨基烘干涂料的缺點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)水溶性醇酸樹(shù)脂的配方和合成工藝，充分利用分子間的鄰基效應(yīng)和位阻效應(yīng)來(lái)阻止樹(shù)脂的降解，控制醇酸樹(shù)脂的油度，合成穩(wěn)定性良好的水溶性醇酸樹(shù)脂。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述水溶性醇酸樹(shù)脂的制備方法。
本發(fā)明還有一目的是提供一種利用上述水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料，并選擇和水溶性醇酸樹(shù)脂相容性較好的氨基樹(shù)脂，經(jīng)過(guò)精心配制，設(shè)計(jì)一種光澤高、貯存時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)械性能好的水溶性醇酸氨基烘漆，此烘漆漆膜的性能指標(biāo)可達(dá)到傳統(tǒng)的溶劑型醇酸氨基烘干涂料標(biāo)準(zhǔn)，尤其漆膜光澤和鮮映性超過(guò)一般溶劑型醇酸氨基烘漆。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到一種水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，該水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方包括以下原料

其中中和劑選自N-乙基嗎啉、N，N二甲基乙醇胺、三乙胺或20～30％的氨水(質(zhì)量百分比，優(yōu)選25％)中的一種或幾種。
其中助溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚或丁醇中的一種或幾種。
一種制備上述水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的方法，包括如下步驟(1)將配方量的蓖麻油酸、季戊四醇和苯酐混合，攪拌下加入二甲苯，并升溫至180～210℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，至酸值降至30-40mgKOH/g時(shí)停止反應(yīng)；(2)上述反應(yīng)停止后，降溫至140～160℃，加入配方量的偏苯三酸酐，再逐漸升溫至170～200℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，至酸值降到60～70mgKOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)；
(3)步驟2到反應(yīng)終點(diǎn)后，真空抽濾除去溶劑二甲苯，降溫至50～60℃，加入配方量的助溶劑、中和劑，調(diào)pH至7～8，再加入配方量的水進(jìn)行分散后，得到水溶性醇酸樹(shù)脂溶液。
反應(yīng)中溶劑二甲苯的用量為所有原料質(zhì)量的4～6％，優(yōu)選5％。
一種以上述水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料的水溶性醇酸氨基烘漆，配方包括以下原料

其中氨基樹(shù)脂為水溶性氨基樹(shù)脂，優(yōu)選氰特公司的R717或2608、三木公司的5717或5386，各氨基樹(shù)脂之間的用量為任意比例。
其中顏料選自鉻黃、酞綪藍(lán)、檸檬黃、鉬鉻紅、鈦白粉或甲苯胺紅中的一種或幾種。
其中助劑選自水溶性潤(rùn)濕分散劑、消泡劑或流平劑中的一種或幾種。水性潤(rùn)濕分散劑優(yōu)選為EFKA公司的4580，消泡劑優(yōu)選為氰特公司的AQ3025，流平劑優(yōu)選為氰特公司VXW6214。
一種制備上述水溶性醇酸氨基烘漆的方法，包括如下步驟(1)將配方量的水、助劑和30～50％的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液混合均勻后，加入配方量的顏料，攪拌均勻得到漿料；(2)將漿料，研磨至細(xì)度為10～15微米，得色漿；(3)在色漿中加入剩余的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液攪拌均勻后，加入配方量的氨基樹(shù)脂，攪拌均勻，過(guò)濾得水溶性醇酸氨基烘漆。
本發(fā)明的目的具體可以通過(guò)以下措施達(dá)到水溶性醇酸樹(shù)脂溶液可由下列配方合成

為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的制備方法如下1.在反應(yīng)釜中投入配方計(jì)量的蓖麻油酸、季戊四醇和苯酐，開(kāi)動(dòng)攪拌，加二甲苯，升溫到180-210℃進(jìn)行酯化，至酸值降到30-40mgKOH/g為第一步酯化反應(yīng)終點(diǎn)。
2.降溫至150℃，加入偏苯三酸酐，再逐漸升溫到170-200℃進(jìn)行酯化，至酸值降到60-70mgKOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)。
3.降溫至60℃，加入配方量的助溶劑、中和劑，調(diào)整pH＝7-8，再加入水分散3-5分鐘，既得固體份為40-60％的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液。
上述助溶劑選取乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、丁醇中的一種或幾種。中和劑是選自N-乙基嗎啉、N，N二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水中的一種或幾種。水是去離子水或蒸餾水，要求其中水溶性物質(zhì)的含量小于100ppm。
本發(fā)明的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液由醇酸樹(shù)脂分子鏈中引入的親水基團(tuán)為羧基，由胺中和后分散在水中形成，充分利用分子間的鄰基效應(yīng)和位阻效應(yīng)來(lái)阻止樹(shù)脂的降解，其穩(wěn)定性好。
本發(fā)明利用所得的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料與顏料、助劑、水配合制成水溶性醇酸氨基烘漆，其組成包括


該水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法是1.在配漿容器中加入準(zhǔn)確計(jì)量的水、助劑、部分水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，用可調(diào)式高速分散機(jī)攪拌均勻。
2.加入上述配方中的顏料，攪拌均勻。
3.將(2)步攪拌均勻的漿料轉(zhuǎn)移到研磨設(shè)備中，研磨至細(xì)度為10-15微米，得色漿。
4.在配漆容器中加入上述色漿，加入剩余的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，攪拌均勻。
5.加入上述配方量的氨基樹(shù)脂，攪拌均勻。
6.過(guò)濾，包裝，得成品水溶性醇酸氨基烘漆。
所述顏料選自中鉻黃、酞綪藍(lán)、檸檬黃、鉬鉻紅、鈦白粉、甲苯胺紅，選取其中的一種或幾種，各顏料之間的用量為任意比例。
本發(fā)明充分利用分子間的鄰基效應(yīng)和位阻效應(yīng)來(lái)阻止樹(shù)脂的降解，合成穩(wěn)定性良好的水溶性醇酸樹(shù)脂。由于水溶性醇酸樹(shù)脂對(duì)顏料的潤(rùn)濕不夠好，所以要加入一定量的水溶性潤(rùn)濕分散劑，來(lái)提高顏料在水溶性醇酸樹(shù)脂中的分散性，以便進(jìn)一步增加該水溶性醇酸氨基烘漆的貯存穩(wěn)定性。并選擇和水溶性醇酸樹(shù)脂相容性較好的中度醚化氨基樹(shù)脂，，經(jīng)過(guò)精心配制，設(shè)計(jì)一種光澤高、貯存時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)械性能好的水溶性醇酸氨基烘漆及其制備方法。
本發(fā)明涉及的水溶性醇酸氨基烘漆有以下特點(diǎn)①漆膜光澤和鮮映性大大超過(guò)同類水性烘漆，甚至超過(guò)一般溶劑型氨基烘漆的水平。
②該烘漆原料來(lái)源廣，成本低，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
③使用安全方便，本烘漆以水為分散介質(zhì)，VOC(可揮發(fā)性有機(jī)物)很低，完全達(dá)到國(guó)家對(duì)水性漆環(huán)保的要求，改善了施工環(huán)境，避免了火災(zāi)隱患。
本烘漆各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到或超過(guò)溶劑型醇酸氨基烘漆水平，完全可以取代溶劑型醇酸氨基烘漆，已經(jīng)證明該烘漆適用于輕工、家電、汽車和機(jī)械等行業(yè)的涂裝。
具體實(shí)施例方式
以下的實(shí)例僅對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并不對(duì)發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行限制。
表1 實(shí)施例1～5的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方

實(shí)施例1水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方見(jiàn)表1，中和劑為N-乙基嗎啉，助溶劑為丁醇。
水溶性醇酸樹(shù)脂溶液制備方法1.在反應(yīng)釜中投入配方計(jì)量的蓖麻油酸、季戊四醇和苯酐，開(kāi)動(dòng)攪拌，加二甲苯，升溫到200℃進(jìn)行酯化，至酸值降到30～40mgKOH/g為第一步酯化反應(yīng)終點(diǎn)；2.降溫至150℃，加入偏苯三酸酐，再逐漸升溫到180℃進(jìn)行酯化，至酸值降到60～70mgKOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)；3.降溫至60℃，真空抽濾除去二甲苯，加入配方量的助溶劑乙二醇單丁醚、中和劑N-乙基嗎啉，調(diào)整pH＝7～8，再加入水分散3～5分鐘，得到水溶性醇酸樹(shù)脂溶液。
實(shí)施例2水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方見(jiàn)表1，其中中和劑選用N，N二甲基乙醇胺，助溶劑選用乙二醇單丁醚。制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方見(jiàn)表1，其中中和劑選用三乙胺，助溶劑選用丁醇。制備方法中除中和劑選用氨水外，其他同實(shí)施例1的制備方法。
實(shí)施例4水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方見(jiàn)表1，其中中和劑選用20％質(zhì)量含量的氨水，助溶劑選用丙二醇單丁醚。制備方法中除步驟1反應(yīng)溫度采用185℃，步驟2反應(yīng)溫度采用195℃，中和劑選用N，N二甲基乙醇胺，助溶劑選用丙二醇單丁醚外，其他同實(shí)施例1的制備方法。
實(shí)施例5水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方見(jiàn)表1，其中中和劑選用三乙胺，助溶劑選用丁醇。制備方法中除步驟1反應(yīng)溫度采用205℃，步驟2反應(yīng)溫度采用175℃，中和劑選用三乙胺，助溶劑選用丁醇外，其他同實(shí)施例1的制備方法。
本發(fā)明利用實(shí)施例1所得的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料與顏料、助劑、水配合制成水溶性醇酸氨基烘漆，其組成見(jiàn)表2。
表2 實(shí)施例6～10的水溶性醇酸氨基烘漆的配方


實(shí)施例6水溶性醇酸氨基烘漆的配方見(jiàn)表2。
水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法1.在配漿容器中加入準(zhǔn)確計(jì)量的水、助劑、40％的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，用可調(diào)式高速分散機(jī)攪拌均勻。
2.加入上述配方中的顏料，攪拌均勻。
3.將(2)步攪拌均勻的漿料轉(zhuǎn)移到研磨設(shè)備中，研磨至細(xì)度為15微米，得色漿。
4.在配漆容器中加入上述色漿，加入剩余的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，攪拌均勻。
5.加入上述配方量的氨基樹(shù)脂，攪拌均勻。
6.過(guò)濾，包裝，得成品水溶性醇酸氨基烘漆。
實(shí)施例7
水溶性醇酸氨基烘漆的配方見(jiàn)表2。
水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法同實(shí)施例6。
實(shí)施例8水溶性醇酸氨基烘漆的配方見(jiàn)表2。
水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法同實(shí)施例6。
實(shí)施例9水溶性醇酸氨基烘漆的配方見(jiàn)表2。
水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法同實(shí)施例6。
實(shí)施例10水溶性醇酸氨基烘漆的配方見(jiàn)表2。
水溶性醇酸氨基烘漆的制備方法同實(shí)施例6。
權(quán)利要求
1.一種水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，其特性在于該水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的配方包括以下原料
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，其特性在于所述的中和劑選自N-乙基嗎啉、N，N二甲基乙醇胺、三乙胺或氨水中的一種或幾種。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，其特性在于所述的助溶劑選自乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚或丁醇中的一種或幾種。
4.一種制備權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將配方量的蓖麻油酸、季戊四醇和苯酐混合，攪拌下加入二甲苯，并升溫至180～210℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，至酸值降至30-40 mgKOH/g時(shí)停止反應(yīng)；(2)上述反應(yīng)停止后，降溫至140～160℃，加入配方量的偏苯三酸酐，再逐漸升溫至170～200℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，至酸值降到60～70mgKOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)；(3)步驟2到反應(yīng)終點(diǎn)后，真空抽濾除去溶劑二甲苯，降溫至50～60℃，加入配方量的助溶劑、中和劑，調(diào)pH至7～8，再加入配方量的水進(jìn)行分散后，得到水溶性醇酸樹(shù)脂溶液。
5.一種以權(quán)利要求1的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料的水溶性醇酸氨基烘漆，其特性在于水溶性醇酸氨基烘漆的配方包括以下原料
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性醇酸氨基烘漆，其特性在于所述的氨基樹(shù)脂為水溶性氨基樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性醇酸氨基烘漆，其特性在于所述的顏料選自鉻黃、酞綪藍(lán)、檸檬黃、鉬鉻紅、鈦白粉或甲苯胺紅中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性醇酸氨基烘漆，其特性在于所述的助劑選自水溶性潤(rùn)濕分散劑、消泡劑或流平劑中的一種或幾種。
9.一種制備權(quán)利要求5～8任一項(xiàng)所述的水溶性醇酸氨基烘漆的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將配方量的水、助劑和30～50％的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液混合均勻后，加入配方量的顏料，攪拌均勻得到漿料；(2)將漿料，研磨至細(xì)度為10～15微米，得色漿；(3)在色漿中加入剩余的水溶性醇酸樹(shù)脂溶液攪拌均勻后，加入配方量的氨基樹(shù)脂，攪拌均勻，過(guò)濾得水溶性醇酸氨基烘漆。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水溶性醇酸樹(shù)脂溶液和以水溶性醇酸樹(shù)脂溶液作基料的水溶性醇酸氨基烘漆以及它們的制備方法。首先合成水溶性醇酸樹(shù)脂溶液，再以此水溶性醇酸樹(shù)脂溶液為基料，與顏料、水、助劑、氨基樹(shù)脂配合經(jīng)分散、研磨等工序加工成高光澤水溶性醇酸氨基烘漆。該烘漆以水為稀釋劑、不燃，有利于施工者的身心健康，該烘漆可揮發(fā)性有機(jī)物很低，完全達(dá)到國(guó)家對(duì)水性漆的環(huán)保要求，使用安全方便。漆膜機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，耐候性好，各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到或超過(guò)溶劑型醇酸氨基烘漆指標(biāo)。
文檔編號(hào)C09D161/20GK101070377SQ200710022330
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者劉保磊, 邱繞生, 李純, 常征 申請(qǐng)人:江蘇長(zhǎng)江涂料有限公司