一种低voc含量的醇酸树脂及其在涂料中的应用
【专利摘要】本发明公开了一种低VOC含量的醇酸树脂及其在涂料中的应用，本发明的低VOC含量的醇酸树脂由下述各重量份的原料组成：新戊二醇10～15份，二甲苯8～10份，植物油脂肪酸26～30份，琥珀酸8～12份，邻苯二甲酸酐18～20份，对甲苯磺酸0.05～0.1份，松香2～3份，苯甲酸1～2份，200#溶剂油10～15份，碳酸二甲酯10～12份，松节油2～6份。该醇酸树脂具有较高固体份含量和较低粘度，从根本上有效地降低了VOC含量，使得醇酸树脂涂料在保证了高性能的同时具备了环保、无毒害的优点，市场反应良好。
【专利说明】
一种低voc含量的醇酸树脂及其在涂料中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种低V0C含量的醇酸树脂及其在涂 料中的应用。 技术背景
[0002] 醇酸树脂作为一种重要的粘结剂，主要用作涂料领域。由于醇酸树脂原料价格便 宜，多数原料为可再生的化合物，近来年醇酸树脂越来越引起人们的关注，醇酸树脂在涂料 产业中占据着较高的比重。
[0003] 在醇酸树脂合成过程中，往往使用挥发性有机化学物(V0C)作为溶剂，溶剂的排放 对环境和人体都会造成严重有害的影响。近年来，国内外已对涂料中V0C的含量严格限制， 降低V0C含量以减少对人体的伤害。目前，大部分的短油度和中油度醇酸树脂具有较高的粘 度，固体含量较低，相对来说，V0C含量较高。为了减少V0C的排放，最佳途径是在制备过程中 提高树脂的固体份含量，从而减少有机溶剂的用量。
[0004] 当今，随着中国制造业的飞速发展，激烈的市场竞争环境对醇酸树脂涂料的生产 和使用等方面都提出了更高的要求。目前市场上提供的醇酸树脂涂料普遍存在着失光率 高，褪色快以及附着力差等缺陷。为了满足市场需求，本研究开发了一种性能优异的醇酸树 脂涂料，包括有较低的V0C含量、保护人体和环境的安全等优点，市场反应良好。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种低V0C含量的醇酸树脂及其在涂料的应 用，所制备的醇酸树脂，具有较高的固体含量和较低的粘度，从而降低V0C的含量，进而减少 有机溶剂对环境的释放量，达到环保要求。本发明使用的原料价格便宜且易得，且在根本上 可降低树脂的粘度，减少V0C的排放，制得的中油度醇酸树脂不发黄，并具有较好的性能。
[0006] 实现本发明的目的所采取的技术方案是：
[0007] -种低V0C含量的醇酸树脂，由下列原料按照重量配份制成:新戊二醇10~15份， 二甲苯8~10份，植物油脂肪酸26~30份，琥珀酸8~12份，邻苯二甲酸酐18~20份，对甲苯 磺酸0.05~0.1份，松香2~3份，苯甲酸1~2份，200 #溶剂油10~15份，碳酸二甲酯10~12 份，松节油2~6份，其中对甲苯磺酸作为催化剂使用；
[0008] 一种低V0C含量的醇酸树脂，具体步骤如下：
[0009] (1)在吣条件下，按照比例，向反应容器内加入新戊二醇和二甲苯，升温至120~ 150°C，开动搅拌至回流；
[0010] (2)在步骤（1)所得的体系中，按照比例，加入植物油脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸 酐、对甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至220~260°C，保温2.5~3.5h进行酯 化反应，待反应体系中的水完全除去；
[0011] (3)降温至200°C，在步骤(2)所得的体系中，按照比例加入松香、苯甲酸，回流二甲 苯，继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，格氏管粘度为4~6秒/25°C ;
[0012] (4)降温至170°C~180°C，按比例加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀， 调节固含量至70~75%左右，过滤即得醇酸树脂成品。
[0013] 所述的低V0C含量的醇酸树脂的应用，其特征在于，在制备低V0C含量的醇酸树脂 涂料方面的应用。
[0014] 所述的低V0C含量的醇酸树脂涂料，由下述重量份的组分组成，低V0C含量的醇酸 树脂40~50份，大红颜料A 7~10份，大红颜料B 2~5份，分散剂0.1~0.3份，⑶-1防沉降剂 0.5~1份，填料A 20~30份，填料B 10~15份，助剂0.1~0.2份，溶剂3~5份。
[0015] 所述的助剂、分散剂均选自本领域常规试剂；
[0016] 所述的溶剂选自本领域常规溶剂或几种常规溶剂的组合；
[0017] 所述的低V0C含量的醇酸树脂，所述的醇酸树脂属于中油度，油度为55%，酸值< 10mgK0H/g，固含量为70~75%，格氏管粘度为4~6秒/25°C。
[0018] 本发明的优点和效果：
[0019] 本发明中的新戊二醇，可使醇酸树脂相对分子量分布均匀，增加树脂的溶解度，降 低树脂体系粘度，并增加保光保色性、硬度和抗氧化性；
[0020] 本发明中的琥珀酸，由于其本身所具有的脂肪族碳链，相对于传统的不饱和脂肪酸， 所制备的树脂具有相对较低的粘度;另外加入邻苯二甲酸酐，可以提高树脂的硬度和抗水性；
[0021] 本发明中的松香和苯甲酸，主要作用为链终结剂，调节醇酸树脂的分子量，降低树 脂体系粘度，增加醇酸树脂在稀释溶剂中的溶解度，并能增加附着力、保光保色性和光泽。 [0022]本发明中的稀释溶剂为200 #溶剂油、碳酸二甲酯、松节油中的一种或者几种组成。 碳酸二甲酯属于"绿色"溶剂，价格较低，溶解力较强，降低树脂体系粘度，可配制成固体含 量较高的醇酸树脂，降低V0C含量;而200 #溶剂油易得且毒性较低，并具有较强的溶解性;加 入松节油增加树脂的干燥性能和耐久性。经发明人长期实验探索发现，使用上述的比例相 互混合时可以取得最佳的效果。
[0023]本发明制得的醇酸树脂固含量高达75 %左右，粘度较低，从根本上减少了 V0C含 量，达到环保要求，并具有较好的性能。
【具体实施方式】
[0024]为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本 发明并不局限于此。
[0025] 实施例1.
[0026]本实施例低V0C含量的醇酸树脂的原料重量配比为:新戊二醇15份，二甲苯10份， 植物油脂肪酸30份，琥珀酸9份，邻苯二甲酸酐18份，对甲苯磺酸0.1份，松香2份，苯甲酸1 份，200#溶剂油12份、碳酸二甲酯10份、松节油3份。
[0027]所述的醇酸树脂由下述步骤制备而得:第一步，在N2条件下，向反应釜中按比例依 次加入新戊二醇和二甲苯，升温至120°C，开动搅拌至回流;第二步，按比例依次加入植物油 脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至220°C， 保温2.5h进行酯化反应，使反应体系中的水完全除去;第三步，降温至200°C，按比例依次加 入松香、苯甲酸，回流二甲苯，继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，测粘度;第 四步，降温至170°C，按比例依次加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀，调节固含 量至70%，过滤即得醇酸树脂成品。
[0028]低V0C含量的醇酸树脂涂料，其原料配比如下：低V0C含量的醇酸树脂40份，大红颜 料A 7份，大红颜料B 2份，分散剂0.1份，CD-1防沉降剂0.5份，填料A 20份，填料B 10份，各 种助剂〇. 1份，自制混合溶剂3份。
[0029] 所述的醇酸树脂涂料由下述步骤制备而得:按照上述的比例，将上述自制的醇酸 树脂、分散剂和部分混合溶剂低速充分搅拌均匀，在500r/min转速下投入CD-1防沉降剂，搅 拌均匀后，高速(2000r/min)搅拌lOmin，然后降速，缓慢加入大红颜料A、B和填料，以及部分 助剂和混合溶剂，在600r/min的转速下搅拌均勾，再开高速至2000r/min搅拌分散至细度达 到30μπι，加入剩余溶剂和助剂至黏度合格，过滤，静置24h，即得低VOC含量的醇酸树脂涂料。
[0030] 实施例2.
[0031]本实施例低VOC含量的醇酸树脂的原料重量配比为:新戊二醇11份，二甲苯8份，植 物油脂肪酸28份，琥珀酸10份，邻苯二甲酸酐20份，对甲苯磺酸0.05份，松香3份，苯甲酸2 份，200#溶剂油10份、碳酸二甲酯10份、松节油6份。
[0032]所述的醇酸树脂由下述步骤制备而得:第一步，在N2条件下，向反应釜中按比例依 次加入新戊二醇和二甲苯，升温至150°C，开动搅拌至回流;第二步，按比例依次加入植物油 脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至260°C， 保温3.5h进行酯化反应，使反应体系中的水完全除去;第三步，降温至200°C，按比例依次加 入松香、苯甲酸，回流二甲苯，继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，测粘度;第 四步，降温至180°C，按比例依次加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀，调节固含 量至75%，过滤即得醇酸树脂成品。
[0033]低V0C含量的醇酸树脂涂料，其原料配比如下：低V0C含量的醇酸树脂45份，大红颜 料A 8份，大红颜料B 3份，分散剂0.2份，CD-1防沉降剂0.8份，填料A 27份，填料B 14份，各 种助剂0.2份，自制混合溶剂4份。
[0034] 所述的醇酸树脂涂料由下述步骤制备而得:按照上述的比例，将上述自制的醇酸 树脂、分散剂和部分混合溶剂低速充分搅拌均匀，在500r/min转速下投入CD-1防沉降剂，搅 拌均匀后，高速(2000r/min)搅拌lOmin，然后降速，缓慢加入大红颜料A、B和填料，以及部分 助剂和混合溶剂，在600r/min的转速下搅拌均勾，再开高速至2000r/min搅拌分散至细度达 到30μπι，加入剩余溶剂和助剂至黏度合格，过滤，静置24h，即得低V0C含量的醇酸树脂涂料。
[0035] 实施例3.
[0036]本实施例低V0C含量的醇酸树脂的原料重量配比为:新戊二醇10份，二甲苯8份，植 物油脂肪酸26份，琥珀酸12份，邻苯二甲酸酐18份，对甲苯磺酸0.1份，松香3份，苯甲酸2份， 200#溶剂油14份、碳酸二甲酯12份、松节油4份。
[0037]所述的醇酸树脂由下述步骤制备而得:第一步，在N2条件下，向反应釜中按比例依 次加入新戊二醇和二甲苯，升温至130°C，开动搅拌至回流;第二步，按比例依次加入植物油 脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至230°C， 保温2.7h进行酯化反应，使反应体系中的水完全除去;第三步，降温至200°C，按比例依次加 入松香、苯甲酸，回流二甲苯，继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，测粘度;第 四步，降温至173°C，按比例依次加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀，调节固含 量至73%，过滤即得醇酸树脂成品。
[0038] 低V0C含量的醇酸树脂涂料，其原料配比如下：低V0C含量的醇酸树脂50份，大红颜 料A 10份，大红颜料B 5份，分散剂0.3份，CD-1防沉降剂1份，填料A 30份，填料B 15份，各种 助剂0.2份，自制混合溶剂5份。
[0039] 所述的醇酸树脂涂料由下述步骤制备而得:按照上述的比例，将上述自制的醇酸 树脂、分散剂和部分混合溶剂低速充分搅拌均匀，在500r/min转速下投入CD-1防沉降剂，搅 拌均匀后，高速(2000r/min)搅拌lOmin，然后降速，缓慢加入大红颜料A、B和填料，以及部分 助剂和混合溶剂，在600r/min的转速下搅拌均勾，再开高速至2000r/min搅拌分散至细度达 到30μπι，加入剩余溶剂和助剂至黏度合格，过滤，静置24h，即得低V0C含量的醇酸树脂涂料。
[0040] 实施例4.
[0041] 本实施例低V0C含量的醇酸树脂的原料重量配比为:新戊二醇15份，二甲苯10份， 植物油脂肪酸30份，琥珀酸8份，邻苯二甲酸酐18份，对甲苯磺酸0.1份，松香3份，苯甲酸1 份，200#溶剂油13份、碳酸二甲酯10份、松节油2份。
[0042]所述的醇酸树脂由下述步骤制备而得:第一步，在N2条件下，向反应釜中按比例依 次加入新戊二醇和二甲苯，升温至150°C，开动搅拌至回流;第二步，按比例依次加入植物油 脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸酐、对甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至240°C， 保温3.2h进行酯化反应，使反应体系中的水完全除去;第三步，降温至200°C，按比例依次加 入松香、苯甲酸，回流二甲苯，继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，测粘度;第 四步，降温至176°C，按比例依次加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀，调节固含 量至74%，过滤即得醇酸树脂成品。
[0043]低V0C含量的醇酸树脂涂料，其原料配比如下：低V0C含量的醇酸树脂50份，大红颜 料A 7份，大红颜料B 2份，分散剂0.1份，CD-1防沉降剂1份，填料A 28份，填料B 12份，各种 助剂〇. 1份，自制混合溶剂4份。
[0044] 所述的醇酸树脂涂料由下述步骤制备而得:按照上述的比例，将上述自制的醇酸 树脂、分散剂和部分混合溶剂低速充分搅拌均匀，在500r/min转速下投入CD-1防沉降剂，搅 拌均匀后，高速(2000r/min)搅拌10min，然后降速，缓慢加入大红颜料A、B和填料，以及部分 助剂和混合溶剂，在600r/min的转速下搅拌均勾，再开高速至2000r/min搅拌分散至细度达 到30μπι，加入剩余溶剂和助剂至黏度合格，过滤，静置24h，即得低V0C含量的醇酸树脂涂料。
[0045] 实验例
[0046] 按照国家相关标准，对本发明的低V0C含量的醇酸树脂及其涂料的基本性能进行 检测，测试结果如表1所示。
[0047]表1低V0C含量的醇酸树脂基本性能测试结果
[0050]由表1可以看出，根据本发明实施例生产的低V0C含量的醇酸树脂的各项性能良 好。
[0051 ]按照相关标准，对实施例2中的低V0C含量的醇酸树脂涂料的基本性能进行检测， 测试结果如表2所示。
[0052]表2实施例2中低V0C含量的高固低粘型醇酸树脂涂料检测结果
[0054]由表2可以看出，根据本发明实施例生产的低V0C含量的醇酸树脂涂料的各项性能 良好。
【主权项】
1. 一种低VOC含量的醇酸树脂，其特征在于，由下列原料按照重量份制成:新戊二醇10 ~15份，二甲苯8~10份，植物油脂肪酸26~30份，琥珀酸8~12份，邻苯二甲酸酐18~20份， 对甲苯磺酸〇. 05~0.1份，松香2~3份，苯甲酸1~2份，200#溶剂油10~15份，碳酸二甲酯10 ~12份，松节油2~6份。2. 制备如权利要求1所述的低V0C含量的醇酸树脂的方法，其特征在于，具体步骤如下： (1) 在犯条件下，按照比例，向反应容器内加入新戊二醇和二甲苯，升温至120~150°C， 开动搅拌至回流； (2) 在步骤（1)所得的体系中，按照比例，加入植物油脂肪酸、琥珀酸、邻苯二甲酸酐、对 甲苯磺酸，升温至180°C至完全溶解，继续升温至220~260°C，保温2.5~3.5h进行酯化反 应，待反应体系中的水完全除去； (3) 降温至200°C，在步骤(2)所得的体系中，按照比例加入松香、苯甲酸，回流二甲苯， 继续升温至240°C，保温lh，测酸值彡10mg KOH/g，格氏管粘度为4~6秒/25°C ; (4) 降温至170~180°C，按比例加入200#溶剂油、碳酸二甲酯、松节油进行兑稀，调节固 含量至70~75%，过滤即得醇酸树脂成品。3. 如权利要求1所述的低V0C含量的醇酸树脂的应用，其特征在于，在制备低V0C含量的 醇酸树脂涂料方面的应用。4. 如权利要求3所述的低V0C含量的醇酸树脂在涂料中的应用，其特征在于，所述的低 V0C含量的醇酸树脂涂料，由下述重量份的组分组成，低V0C含量的醇酸树脂40~50份，大红 颜料A 7~10份，大红颜料B 2~5份，分散剂0.1~0.3份，CD-1防沉降剂0.5~1份，填料A 20 ~30份，填料B 10~15份，助剂0.1~0.2份，溶剂3~5份。
【文档编号】C08G63/49GK106046332SQ201610368951
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】孙光明, 孙文俊, 孙亮亮, 王庆军, 武林华, 段洪东
【申请人】山东齐鲁漆业有限公司