CN110776816A - 一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：100.0～150.0份聚醚胺改性水性醇酸树脂、30.0～50.0份丙烯酸水性醇酸树脂、4.0～7.0份防冻剂、0.3～0.8份增稠剂、5.0～10.0份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.3～0.8份AMP‑95、4.0～8.0份硅烷偶联剂、0.3～0.6份流平剂、0.2～0.7份润湿剂、10.0～30.0份去离子水；其中，所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂由植物油、聚醚胺、有机酸酐、多元醇、正辛酸、二羟甲基丙酸与中和剂通过反应制得；本发明制得的一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，以聚醚胺改性水性醇酸树脂为主要成膜物质；其具有良好的韧性、耐冲击、耐水性、耐人工老化、缓蚀以及抗氧化等性能。

Description

一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料

技术领域

本发明涉及一种改性醇酸树脂水性涂料，尤其涉及到一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

随着国际范围内的能源紧张和环境保护法的进一步完善，油性涂料在制备和使用过程中挥发性有机物(VOC)的排放将进一步受到限制，因此水性涂料已成为21世纪涂料工业的研究开发方向之一，其中水性醇酸树脂涂料因较少依赖石油而成为水性涂料中研究最多应用最广泛的涂料之一。

醇酸树脂涂料是以油改性醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料，可在常温下干燥，漆膜坚硬光亮，具有优良的耐候性，广泛应用于工业涂料和建筑涂料。但醇酸树脂分子结构中含有较多的酯基使得其涂膜性能存在着明显的不足，如：涂膜的干燥缓慢、硬度低、耐水性差、耐腐蚀性差、户外耐候性不佳等。

现有传统单一的醇酸树脂制备涂料已经不能满足这些日益苛刻的要求。醇酸树脂分子结构中具有羟基、羧基、酯基和双键等反应性基团，可以通过化学方法合成的途径引入其它分子，对醇酸树脂进行改性，以提高醇酸涂料的综合性能。因此，近些年来改性醇酸树脂涂料越来越受到广泛的关注。

] 中国专利CN106978073A公开了一种丙烯酸酯改性的松香基醇酸树脂防腐涂料及其制备方法与应用。该涂料由丙烯酸酯改性的松香基醇酸树脂、100#溶剂油、二甲苯、硫酸钡、钛白粉、滑石粉和助剂制成；中国专利CN102134446A公开了一种有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂涂料组合物及其制备方法。该种涂料组合物为双组份，按重量分计的0.3～1.2份的A和6份的B，其A组分为改性的活性聚硅氧烷；B组分包括醇酸树脂、溶剂、颜填料、润湿分散剂、流平剂和防结皮剂；使用时A组分与B组分按配比均匀混合。B组分按以下步骤制备：1)将其原料混合均匀和研磨分散；2)在研磨料料中加入流平剂和防结皮剂，上述技术发明性能相对于醇酸树脂均有提高，但其抗氧化、耐腐蚀性能还不够。

发明内容

聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物。而胺基提供给聚醚胺与多种化合物反应的可能性。其特殊的分子结构赋予了聚醚胺优异的综合性能，其具有良好的韧性、耐冲击、缓蚀以及抗氧化等一系列性能，其在众多领域得到了广泛应用。

为了解决上述所述的技术问题，本发明采用聚醚胺改性水性醇酸树脂为主要成膜物质，而聚醚胺改性水性醇酸树脂具有良好的韧性、耐冲击、缓蚀以及抗氧化等性能。

本发明的目的旨在提供一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：100.0～150.0份聚醚胺改性水性醇酸树脂、30.0～50.0份丙烯酸水性醇酸树脂、4.0～7.0份防冻剂、0.3～0.8份增稠剂、5.0～10.0份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.3～0.8份AMP-95、4.0～8.0份硅烷偶联剂、0.3～0.6份流平剂、0.2～0.7份润湿剂、10.0～30.0份去离子水。

所述的成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或几种的组合。

所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种的组合。

所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：植物油20.0～40.0份、聚醚胺4.0～12.0份、有机酸酐20.0～50.0份、多元醇25.0～70.0份、二甲苯10.0～25.0份、正辛酸2.5～6.0份、二羟甲基丙酸3.5～7.0份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂4.0～12.0份、二月桂酸二丁基锡0.1～0.5份、去离子水100.0～200.0份。

所述的聚醚胺为三官能的聚醚胺，其均分子量为800～2000。

所述的植物油为精制亚麻油、大豆油、蓖麻油、棕榈油、菜籽油中的一种或几种的组合。

所述的有机酸酐为六氢苯酐、乙酸酐、马来酸酐中的一种或几种的组合。

所述的多元醇为丁二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂的制备方法，步骤如下：

a）、在多功能反应釜中，按配方重量份，依次加入植物油、多元醇、有机酸酐、二羟甲基丙酸和二甲苯，低速搅拌下通入N₂，以除去反应釜内的O₂；

b）、加热升温至110℃～120℃，保温1.5h，除去游离水，快速升温至150～160℃，待物料溶解后，在400～500 r/min的转速下搅拌保温1h，升温至180℃，保温反应1.0～1.5h，然后以20℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.0～1.5h，其反应产生的水用分水器分出；

c）、降温至160℃，加入碳酸氢钠、二月桂酸二丁基锡和聚醚胺，然后以30℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.5～2.0h，然后加入正辛酸，保温反应，此后每隔15～30min，测定酸值，当酸值范围在45～50mgKOH/g时，停止反应，蒸除溶剂二甲苯，蒸除的二甲苯回收，用于下一次反应，再降温50℃以下，加入中和剂，高速分散，加入配方量的去离子水，继续搅拌分散均匀，过滤，得所述的聚醚胺改性水性醇酸树脂。

本发明所述的聚醚胺改性水性醇酸树脂，基于申请的发明专利“一种聚醚胺改性水性醇酸树脂及其制备方法”，并作了详细描述。

本发明制得的一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，以聚醚胺改性水性醇酸树脂为主要成膜物质；本发明制得的聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料具有良好的韧性、耐冲击、耐水性、耐人工老化、缓蚀以及抗氧化等性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种聚醚胺改性水性醇酸树脂A，按重量份计，由以下配方组成：大豆油30.0份、聚醚胺8.0份、六氢苯酐30.0份、新戊二醇15.0份、三羟甲基丙烷35.0份、二甲苯18.0份、正辛酸4.0份、二羟甲基丙酸5.0份、碳酸氢钠0.7份、三乙胺9.0份、二月桂酸二丁基锡0.2份、去离子水150.0份。

本实施例中一种聚醚胺改性水性醇酸树脂A的制备方法，包括以下步骤：

a）、在多功能反应釜中，按配方重量份，依次加入大豆油、新戊二醇、三羟甲基丙烷、六氢苯酐、二羟甲基丙酸和二甲苯，低速搅拌下通入N₂，以除去反应釜内的O₂；

b）、加热升温至120℃，保温1.5h，除去游离水，快速升温至150～160℃，待物料溶解后，在400～500 r/min的转速下搅拌保温1h，升温至180℃，保温反应1.5h，然后以20℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.0h，其反应产生的水用分水器分出；

c）、降温至160℃，加入碳酸氢钠、二月桂酸二丁基锡和聚醚胺，然后以30℃/h速度升温至210～220℃，保温反应2.0h，然后加入正辛酸，保温反应，此后每隔15～30min，测定酸值，当酸值范围在48mgKOH/g时，停止反应，蒸除溶剂二甲苯，蒸除的二甲苯回收，用于下一次反应，再降温到45℃，加入三乙胺，高速分散，加入配方量的去离子水，继续搅拌分散均匀，过滤，得所述的聚醚胺改性水性醇酸树脂A。

实施例2

一种聚醚胺改性水性醇酸树脂B，按重量份计，由以下配方组成：蓖麻油25.0份、聚醚胺8.0份、六氢苯酐25.0份、乙酸酐12.0份、三羟甲基丙烷45.0份、二甲苯15.0份、正辛酸5.0份、二羟甲基丙酸5.5份、碳酸氢钠0.6份、三乙胺9.0份、二月桂酸二丁基锡0.2份、去离子水140.0份。

本实施例中一种聚醚胺改性水性醇酸树脂B的制备方法，包括以下步骤：

a）、在多功能反应釜中，按配方重量份，依次加入蓖麻油、三羟甲基丙烷、六氢苯酐、乙酸酐、二羟甲基丙酸和二甲苯，低速搅拌下通入N₂，以除去反应釜内的O₂；

b）、加热升温至110℃℃，保温1.5h，除去游离水，快速升温至150～160℃，待物料溶解后，在400～500 r/min的转速下搅拌保温1h，升温至180℃，保温反应1.5h，然后以20℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.0h，其反应产生的水用分水器分出；

c）、降温至160℃，加入碳酸氢钠、二月桂酸二丁基锡和聚醚胺，然后以30℃/h速度升温至210～220℃，保温反应2.0h，然后加入正辛酸，保温反应，此后每隔15～30min，测定酸值，当酸值范围在480mgKOH/g时，停止反应，蒸除溶剂二甲苯，蒸除的二甲苯回收，用于下一次反应，再降温到45℃，加入三乙胺，高速分散，加入配方量的去离子水，继续搅拌分散均匀，过滤，得所述的聚醚胺改性水性醇酸树脂B。

实施例3

一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：130.0份聚醚胺改性水性醇酸树脂A、40.0份丙烯酸水性醇酸树脂、6.0份乙二醇、0.5份增稠剂、7.0份醇酯十二、0.4份消泡剂、0.6份AMP-95、6.0份硅烷偶联剂、0.4份流平剂、0.4份润湿剂、22.0份去离子水。

实施例4

一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：150.0份聚醚胺改性水性醇酸树脂B、35.0份丙烯酸水性醇酸树脂、6.5份丙二醇、0.5份增稠剂、4.5份丙二醇丁醚、4.5份丙二醇甲醚醋酸酯、0.4份消泡剂、0.7份AMP-95、7.0份硅烷偶联剂、0.5份流平剂、0.5份润湿剂、25.0份去离子水。

按照相关标准，对本发明的实施例与常规水性醇酸树脂涂料（对比例）进行对比，检测的性能指标如表1所示。

其中，附着力：按照GB/T1720-1988的规定进行检测；

硬度：按照GB/T6739-2006的规定进行检测；

耐水性：按照GB/T1733-93的规定进行检测；

耐盐雾性：按照GB/T1771-1991的规定进行检测；

耐冲击性：按照（GB/T1732-1993）的规定进行检测；

柔韧性：按照（GB/T1731-1993）的规定进行检测；

耐人工老化：按照（GB/T14522）的规定进行检测；

丝状腐蚀：按照（GB/T13452.4-92）的规定进行检测。

表1：本发明的实施例与氟改性醇酸树脂水性涂料性能对比

检测项目	实施例3	实施例4	常规水性醇酸树脂涂料
				耐水性	480h	500h	120h
附着力	0级	0级	2级
				硬度	H	H	B
耐盐雾性	960h	1000h	120h
				耐冲击性	漆膜正常	漆膜正常	漆膜开裂
柔韧性/mm	0.5	0.5	1.5
				耐人工老化	960h	1000h	240h
丝状腐蚀	轻微	轻微	严重

由表1可以看出本发明的实施例3、实施例4样品的附着力、耐人工老化、硬度、耐盐雾性、耐水性、耐冲击性、耐丝状腐蚀等性能远远超过常规水性醇酸树脂涂料。

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，按重量份计，其组成为：100.0～150.0份聚醚胺改性水性醇酸树脂、30.0～50.0份丙烯酸水性醇酸树脂、4.0～7.0份防冻剂、0.3～0.8份增稠剂、5.0～10.0份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.3～0.8份AMP-95、4.0～8.0份硅烷偶联剂、0.3～0.6份流平剂、0.2～0.7份润湿剂、10.0～30.0份去离子水。

2.如权利要求1所述的一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂，按重量份计，其组成为：植物油20.0～40.0份、聚醚胺4.0～12.0份、有机酸酐20.0～50.0份、多元醇25.0～70.0份、二甲苯10.0～25.0份、正辛酸2.5～6.0份、二羟甲基丙酸3.5～7.0份、碳酸氢钠0.5～1.0份、中和剂4.0～12.0份、二月桂酸二丁基锡0.1～0.5份、去离子水100.0～200.0份。

3.如权利要求1所述的一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的一种聚醚胺改性醇酸树脂水性功能涂料，其特征在于：所述的防冻剂为乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种的组合。

5.如权利要求1或2所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂，其特征在于：所述的一种聚醚胺改性水性醇酸树脂的制备方法，步骤如下：

a）、在多功能反应釜中，按配方重量份，依次加入植物油、多元醇、有机酸酐、二羟甲基丙酸和二甲苯，低速搅拌下通入N₂，以除去反应釜内的O₂；

b）、加热升温至110℃～120℃，保温1.5h，除去游离水，快速升温至150～160℃，待物料溶解后，在400～500 r/min的转速下搅拌保温1h，升温至180℃，保温反应1.0～1.5h，然后以20℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.0～1.5h，其反应产生的水用分水器分出；

c）、降温至160℃，加入碳酸氢钠、二月桂酸二丁基锡和聚醚胺，然后以30℃/h速度升温至210～220℃，保温反应1.5～2.0h，然后加入正辛酸，保温反应，此后每隔15～30min，测定酸值，当酸值范围在45～50mgKOH/g时，停止反应，蒸除溶剂二甲苯，蒸除的二甲苯回收，用于下一次反应，再降温50℃以下，加入中和剂，高速分散，加入配方量的去离子水，继续搅拌分散均匀，过滤，得所述的聚醚胺改性水性醇酸树脂。