一種水性不飽和聚酯樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水性不飽和聚酯樹脂及其制備方法。該水性不飽和聚酯樹脂由包含如下重量份的原料制成：多元醇180～230份；不飽和多元酸250～310份；飽和多元酸0～40份；氣干劑210～280份；抗氧劑0.2～0.8份；催化劑0.5～1份；阻聚劑0.04～0.08份；中和劑32～65份；助溶劑130～260份；純水400～570份。該水性不飽和聚酯樹脂具有可用水稀釋、所制漆低VOC排放和施工靈活、低成本、凈味、氣干性、可常溫固化也可加熱固化等優(yōu)點，作為替代傳統(tǒng)油性涂料產(chǎn)品用樹脂有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種水性不飽和聚酯樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于合成樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性不飽和聚酯樹脂及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)油性不飽和聚酯涂料由于含有較高的揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)，對環(huán)境造成 嚴(yán)重污染的同時也對生產(chǎn)、施工操作人員身體有毒害。隨著人們的環(huán)境保護(hù)意識日益增強(qiáng)， 全社會對涂料產(chǎn)品的環(huán)保性要求越來越高，傳統(tǒng)的油性涂料被逐步升級換代勢在必行，水 性化、粉末化、高固含化將成為一種趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種低V0C排放，氣味小的水性不飽和聚酯樹脂。
[0004] 本發(fā)明的第二的在于提供上述水性不飽和聚酯樹脂的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的第三目的在于提供上述水性不飽和聚酯樹脂在制備涂料中的用途。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明所述水性不飽和聚酯樹脂，由包含以下質(zhì)量份的組分制成： 多元醇 180~230份， 不飽和多元酸 250~310份， 氣千劑 210~280份， 抗氧劑 0. 2~0. 8份，
[0008] 催化劑 0.5~1份， 阻聚劑 0. 04~0. 08份， 助溶劑 13Q~260份， 中和劑 32~64份， 純水 400~570份。
[0009] 優(yōu)選地，所述組分還包含飽和多元酸1~40份。
[0010] 所述飽和多元酸為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、己二酸、六氫苯酐、甲基六氫苯酐 等中的一種或一種以上。優(yōu)選地，所述飽和多元酸為鄰苯二甲酸酐或六氫苯酐。
[0011] 所述多元醇為乙二醇、二甘醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1，3-丁二醇、1，2-丙二醇、 1，3_丙二醇、二丙二醇、1，4_環(huán)己烷二甲醇、1，6_己二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基 乙烷、季戊四醇中的一種或一種以上。優(yōu)選地，所述多元醇為新戊二醇、1，2-丙二醇、二丙二 醇、1，3_ 丁二醇、三羥甲基丙烷、1，3_丙二醇中的一種或一種以上。
[0012] 所述不飽和多元酸為順丁烯二酸酐、順丁烯二酸、反丁烯二酸中的一種或一種以 上。優(yōu)選地，所述不飽和多元酸為順丁烯二酸酐、反丁烯二酸。
[0013] 更進(jìn)一步地，
[0014] 所述氣干劑為雙環(huán)戊二烯、三羥甲基丙烷二烯丙基醚、烯丙基縮水甘油醚、乙二醇 單烯丙基醚、二甘醇單烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、四氫苯酐、納 迪克酸酐中的一種或一種以上。
[0015] 優(yōu)選地，所述氣干劑為雙環(huán)戊二烯、三羥甲基丙烷二烯丙基醚、乙二醇單烯丙基醚 中的一種或一種以上。
[0016] 所述抗氧劑為次磷酸、亞磷酸三苯酯、2，6-二特丁基甲酚。
[0017] 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、鈦酸四丁酯。
[0018] 所述阻聚劑為對苯二酚、對叔丁基鄰苯二酚、三甲基氫醌、甲基對苯二酚、特丁基 對苯二酚中的一種或一種以上；
[0019] 優(yōu)選地，所述阻聚劑為甲基對苯二酚、對苯二酚、特丁基對苯二酚。
[0020] 所述中和劑為氨水、三乙胺、二乙胺。
[0021] 所述助溶劑為乙二醇單丁醚、異丙醇、乙醇、乙二醇甲醚中的一種或一種以上。
[0022] 本發(fā)明所述水性不飽和聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
[0023] 當(dāng)氣干劑有雙環(huán)戊二烯時，其制備工藝為工藝A: (a)加入不飽和多元酸、抗氧劑、 純水、多元醇，通入氮?dú)?，升溫?10-130°C，1-3小時內(nèi)滴加完雙環(huán)戊二烯，保溫1-3小時； (b)加入多元醇、阻聚劑、催化劑、其它氣干劑物質(zhì)，緩慢升溫至170-210°C反應(yīng)至酸值30-45mgK0H/g，椎板粘度450-2000mPa. s/120 °C，降溫至80-100 °C ; (c)加入助溶劑，用中和劑中 和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品；
[0024] 當(dāng)氣干劑不含雙環(huán)戊二烯時，其制備工藝為工藝B:(l)加入不飽和多元酸、多元 醇、純水、抗氧劑、阻聚劑、催化劑，通入氮?dú)?，緩慢升溫?70-210 °C反應(yīng)至酸值30-45mgK0H/g，椎板粘度450-2000mPa. s/120 °C，降溫至80-100 °C ; (2)加入助溶劑，用中和劑中 和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品。
[0025] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述水性不飽和聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
[0026] 當(dāng)氣干劑有雙環(huán)戊二烯時，其制備工藝為工藝A: (a)加入不飽和多元酸、抗氧劑、 純水、多元醇，通入氮?dú)猓郎刂?10-130°C，1-3小時內(nèi)滴加完雙環(huán)戊二烯，保溫1-3小時； (b)加入多元醇、飽和多元酸、阻聚劑、催化劑、其它氣干劑物質(zhì)，緩慢升溫至170-210°C反應(yīng) 至酸值30-4511^1(0!1/^，椎板粘度450-200011^ &.8/120°(：，降溫至80-100°(：;((3)加入助溶劑， 用中和劑中和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品；
[0027] 當(dāng)氣干劑不含雙環(huán)戊二烯時，其制備工藝為工藝B:(l)加入不飽和多元酸、飽和多 元酸、多元醇、純水、抗氧劑、阻聚劑、催化劑，通入氮?dú)?，緩慢升溫?70-2HTC反應(yīng)至酸值 30-45mgK0H/g，椎板粘度450-2000mPa. s/120 °C，降溫至80-100 °C ; (2)加入助溶劑，用中和 劑中和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品。
[0028] 更進(jìn)一步地，所述制備工藝A的步驟(a)中，純水的加入量為純水總量的10%，多元 醇的加入量為多元醇總量的10% ;
[0029] 所述制備工藝B的步驟(1)中，純水的加入量為純水總量的10%。
[0030] 本發(fā)明提供的一種新型的水性不飽和聚酯樹脂，具有可用水稀釋、所制漆低V0C排 放和施工靈活、低成本、凈味、氣干性、環(huán)保、可常溫固化也可加熱固化等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0031]下面通過具體實施例的方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限 于這些實施例。凡基于上述技術(shù)思想，利用本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段所做的修改、替 換、變更均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
[0032] 實施例1
[0033] 稱取250份順丁烯二酸酐、40份純水、0.2份2,6_二特丁基甲酚、18份1，2_丙二醇入 釜，通入氮?dú)?，升溫?10°C，將210份雙環(huán)戊二烯在1小時滴完，保溫1小時，加入162份新戊 二醇、0.5份鈦酸四丁酯、0.04份甲基對苯二酚入釜，升溫至180 °C酯化反應(yīng)到酸值30mgK0H/ g，椎板粘度450mPa. s/120°C，降溫至80°C，分別加入65份乙二醇單丁醚、65份異丙醇，降溫 至約50 °C，加入35.5份三乙胺將PH值調(diào)制7-8、加入360份純水，過濾即得成品。成品固含為 55 %、粘度為650mPa · s/25 °C。
[0034] 實施例2
[0035] 稱取310份順丁烯二酸酐、57份純水、0.8份次磷酸、22份1，2-丙二醇入釜，通入氮 氣，升溫到130°C，將270份雙環(huán)戊二烯在3小時滴完，保溫3小時，加入150份1，3_丙二醇、48 份三羥甲基丙烷、10份三羥甲基丙烷二烯丙基醚、30份鄰苯二甲酸酐、1份二月桂酸二丁基 錫、0.08份對苯二酚入釜，升溫至210 °C酯化反應(yīng)到酸值45mgK0H/g，椎板粘度800mPa. s/120 °C，降溫至100°C，分別加入130份乙二醇甲醚、130份乙醇、50份二乙胺、513份純水，過濾即 得成品。成品固含為50%、粘度為400mPa. s/25°C。
[0036] 實施例3
[0037] 稱取250份反丁烯二酸、170份二丙二醇、10份1，3-丁二醇、140份乙二醇單烯丙基 醚、70份三羥甲基丙烷二烯丙基醚、50份純水、0.2份亞磷酸三苯酯、0.5份鈦酸四丁酯、0.04 份特丁基對苯二酚入釜，通入氮?dú)猓郎刂?70°C酯化反應(yīng)到酸值30mgK0H/g，椎板粘度 450mPa. s/120°C，降溫至80°C，分別加入65份乙二醇甲醚、65份異丙醇，降溫至約50°C，加入 32份三乙胺將PH值調(diào)制7-8、加入450份純水，過濾即得成品。成品固含為52.5 %、粘度為 600πιΡβ·8/25Γ〇
[0038] 實施例4
[0039]稱取310份反丁烯二酸、30份六氫苯酐、165份新戊二醇、25份丙二醇、45份三羥甲 基丙烷、280份三羥甲基丙烷二烯丙基醚、57份純水、0.8份次磷酸、1份二月桂酸二丁基錫、 0.08份對苯二酚入釜，通入氮?dú)?，升溫?10 °C酯化反應(yīng)到酸值45mgK0H/g，椎板粘度 1000mPa.s/120°C，降溫至100°C，分別加入130份乙二醇單丁醚助溶劑、130份乙醇助溶劑， 降溫至約50°C，加入64份三乙胺將PH值調(diào)制7-8、加入513份純水，過濾即得成品。成品固含 為48 %、粘度為450mPa · s/25 °C。
[0040] 實施例5本發(fā)明水性不飽和聚酯樹脂制漆及其性能測試
[0041] 將本發(fā)明制得的水性不飽和聚酯樹脂按照表1重量配比制成木器底漆。
[0042] 表1水性不飽和聚酯樹脂底漆涂料配方
[0043]

[0044]本發(fā)明樹脂所制漆膜可用氧化還原體系固化成膜。
[0045]引發(fā)劑(氧化劑)可用50%的過氧化甲乙酮的異丙醇溶液或純的叔丁基過氧化氫。 [0046]促進(jìn)劑(還原劑)為20 %氯化鈷的水溶液。
[0047]上述所制備涂料的使用步驟為：
[0048] (a)取100克上述漆液成品；
[0049] (b)加入10克水稀釋攪勻再加 20%的氯化鈷水溶液4克攪勻；
[0050] (c)加入水稀釋至約40s (福特杯4#)。
[0051 ] (d)加入4克純的叔丁基過氧化氫攪勻施工并室溫干燥。
[0052]將上述制得的涂膜進(jìn)行性能測試試驗，結(jié)果如表2:
[0053] 表2上述漆膜性能
[0054]
[0055] 由上表可以看出，雖然本發(fā)明所制涂料的干性比傳統(tǒng)油性不飽和聚酯涂料(通常 固化時間2-8小時)略慢，但完全可滿足木器涂料對木器的保護(hù)裝飾功能，且無刺激性氣味。
[0056] 對比例
[0057]將本發(fā)明實施例1-實施例4的樹脂所制漆與傳統(tǒng)不飽和聚酯樹脂（SPE4907,成都 杰晟樹脂新材料科技有限公司)所制漆在揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)排放方面進(jìn)行比較，結(jié)果 如表3所示：
[0058]表3有機(jī)溶劑排放量
[0059] ?〇〇6〇?~由表3可知，本發(fā)明所述不飽和聚酯
樹脂制備的涂料其揮發(fā)性有機(jī)化合物的排 顯著降低，且選擇低毒的助溶劑，顯著減少對操作人員的身體損害。
【主權(quán)項】
1. 一種水性不飽和聚醋樹脂，由包含W下質(zhì)量份的組分制成： 多元醇 180~23日化， 不飽和多元酸 250~31日份， 氣干潮 210~28日份， 抗氧劑 日.2~0. 8份， 催化劑 0.5~1份， 阻聚劑 化誕~化備粉， 助溶劑 130~26日份， 中和劑 32~的粉， 純水 400~570份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性不飽和聚醋樹脂，其特征在于，所述組分還包含飽和多元 酸1~40份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性不飽和聚醋樹脂，其特征在于，所述飽和多元酸為鄰苯二 甲酸酢、間苯二甲酸、己二酸、六氨苯酢、甲基六氨苯酢等中的一種或一種W上;優(yōu)選地，所 述飽和多元酸為鄰苯二甲酸酢或六氨苯酢。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性不飽和聚醋樹脂，其特征在于，所述多元醇為乙二醇、 二甘醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,3-下二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-環(huán)己 燒二甲醇、1,6-己二醇、丙=醇、=徑甲基丙烷、=徑甲基乙燒、季戊四醇中的一種或一種W 上;優(yōu)選地，所述多元醇為新戊二醇、1，2-丙二醇、二丙二醇、1，3-下二醇、=徑甲基丙烷、1， 3-丙二醇中的一種或一種W上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性不飽和聚醋樹脂，其特征在于，所述不飽和多元酸為 順下締二酸酢、順下締二酸、反下締二酸中的一種或一種W上;優(yōu)選地，所述不飽和多元酸 為順下締二酸酢、反下締二酸。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性不飽和聚醋樹脂，其特征在于， 所述氣干劑為雙環(huán)戊二締、=徑甲基丙烷二締丙基酸、締丙基縮水甘油酸、乙二醇單締 丙基酸、二甘醇單締丙基酸、季戊四醇=締丙基酸、季戊四醇二締丙基酸、四氨苯酢、納迪克 酸酢中的一種或一種W上;優(yōu)選地，所述氣干劑為雙環(huán)戊二締、=徑甲基丙烷二締丙基酸、 乙二醇單締丙基酸中的一種或一種W上。 所述抗氧劑為次憐酸、亞憐酸=苯醋、2，6-二特下基甲酪； 所述催化劑為二月桂酸二下基錫、鐵酸四下醋； 所述阻聚劑為對苯二酪、對叔下基鄰苯二酪、=甲基氨釀、甲基對苯二酪、特下基對苯 二酪中的一種或一種W上;優(yōu)選地，所述阻聚劑為甲基對苯二酪、對苯二酪、特下基對苯二 酪。 所述中和劑為氨水、=乙胺、二乙胺； 所述助溶劑為乙二醇單下酸、異丙醇、乙醇、乙二醇甲酸中的一種或一種W上。7. -種權(quán)利要求1所述水性不飽和聚醋樹脂的制備方法，包括W下步驟： 當(dāng)氣干劑有雙環(huán)戊二締時，其制備工藝為工藝A: (a)加入不飽和多元酸、抗氧劑、純水、 多元醇，通入氮?dú)?，升溫?10-130°C，1-3小時內(nèi)滴加完雙環(huán)戊二締，保溫1-3小時；（b)加入 多元醇、阻聚劑、催化劑、其它氣干劑物質(zhì)，緩慢升溫至170-210°C反應(yīng)至酸值30-45m排OH/ 邑，椎板粘度450-2000mPa. s/120°C，降溫至80-100°C ; (C)加入助溶劑，用中和劑中和至抑值 7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品； 當(dāng)氣干劑不含雙環(huán)戊二締時，其制備工藝為工藝B:(l)加入不飽和多元酸、多元醇、純 水、抗氧劑、阻聚劑、催化劑，通入氮?dú)?，緩慢升溫?70-210°C反應(yīng)至酸值30-45mgK0H/g，椎 板粘度450-2000mPa. s/120°C，降溫至80-100°C ; (2)加入助溶劑，用中和劑中和至抑值7-8 之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品。8. -種權(quán)利要求2所述水性不飽和聚醋樹脂的制備方法，包括W下步驟： 當(dāng)氣干劑有雙環(huán)戊二締時，其制備工藝為工藝A: (a)加入不飽和多元酸、抗氧劑、純水、 多元醇，通入氮?dú)?，升溫?10-130°C，1-3小時內(nèi)滴加完雙環(huán)戊二締，保溫1-3小時；（b)加入 多元醇、飽和多元酸、阻聚劑、催化劑、其它氣干劑物質(zhì)，緩慢升溫至170-210°C反應(yīng)至酸值 30-45mgK0H/g，椎板粘度450-2000mPa. s/120 °C，降溫至80-100 °C ; (C)加入助溶劑，用中和 劑中和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品； 當(dāng)氣干劑不含雙環(huán)戊二締時，其制備工藝為工藝B:(l)加入不飽和多元酸、飽和多元 酸、多元醇、純水、抗氧劑、阻聚劑、催化劑，通入氮?dú)猓徛郎刂?70-210°C反應(yīng)至酸值30- 45m巧OH/g，椎板粘度450-2000mPa. s/120°C，降溫至80-100°C ; (2)加入助溶劑，用中和劑中 和至pH值7-8之間，加入純水調(diào)至固含粘度合格，出料為成品。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的水性不飽和聚醋樹脂的制備方法，其特征在于，所述制備 工藝A的步驟(a)中，純水的加入量為純水總量的10 %，多元醇的加入量為多元醇總量的 10% ;所述制備工藝B的步驟(1)中，純水的加入量為純水總量的10%。
【文檔編號】C09D167/06GK105906793SQ201610482647
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月25日
【發(fā)明人】袁春雷
【申請人】成都杰晟蜀邦新材料科技有限公司