專利名稱：木器漆用醇酸樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子技術領域，具體涉及涂料用樹脂，尤其涉及一種木器漆用醇酸 樹脂及其制備方法。
背景技術：
醇酸樹脂涂料具有漆膜附著力好、光亮、豐滿等特點，一般是由油脂(或油酸)、多 元醇、多元酸等有機化工原料經縮合化學反應制得的有機高分子樹脂。合成醇酸樹脂所用 多元酸常用的多為鄰苯二甲酸酐(PA，簡稱苯酐)。醇酸樹脂涂料作為傳統調和漆、木器漆和磁漆的主要成膜物質，其成本高低直接 影響油漆的生產成本，因此降低醇酸樹脂生產成本勢在必行。降低醇酸樹脂生產成本的方法很多，如用植物油酸代替植物油、用松香生產改性 醇酸樹脂、用滌綸廢料代替苯酐等方法，這些產品的成本比傳統的醇酸樹脂要低一些，但其 性能也較低且價格繼續下降的空間不大，不能滿足現在形勢的要求。目前，有很多油漆廠家已經開始試驗用對苯二甲酸(PTA)廢次料(包括水池料、落 地料、破包料等)取代鄰苯二甲酸酐(PA)生產醇酸樹脂，但由于二者在結構和性能上有較大 差別，不能直接替代，很多廠家運用得不理想，存在各種各樣的問題。最突出的問題是對苯二甲酸熔點高、反應慢，合成工藝不好掌握。對苯二甲酸化學結構對稱在與多元醇及其它原料反應時需較高的反應條件才能 進行反應。在相同的醇酸樹脂生產設備的條件下，采用對苯二甲酸作為原料反應較為困難， 很難制得清澈透明的與用苯酐作為原料制得的木器漆用醇酸樹脂性能相近的樹脂。在化學工業中對苯二甲酸一般是用來做聚酯切片的原料，而用對苯二甲酸廢次料 來生產木器漆用醇酸樹脂的困難還在于對苯二甲酸原料組份的復雜，除主要含對苯二甲酸 外還含有少量苯甲酸、順酐、偏苯三酸酐等雜質，使其配方設計較難，配方計算誤差較大。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種采用對苯二甲酸回收料作為原 料的、性能優異、制備方法簡單且價格低廉的木器漆用醇酸樹脂的原料配方。本發明的另一個目的在于提供上述木器漆用醇酸樹脂的制備方法。本發明的上述目的是通過如下方案予以實現的一種木器漆用醇酸樹脂，其原料配方按質量百分比計，由如下組分組成大豆油酸18. 3 --28. 3%甘油10. 2 --20. 2%季戊四醇3. 8 --7. 8% ；對苯二甲酸回收料17. 6 --21. 6%減色劑0. 05 --0. 2% ；抗氧劑 苯酐 苯甲酸 二甲苯 對稀溶劑0. 05 0. 2% ；2.5 5. 5% ；3.2 7. 2% ； 2 5% ；18 30% ； 0. 05 0. 2%ο潤濕分散劑上述大豆油酸、甘油和季戊四醇均為市售產品，其中甘油采用工業級的即可實現 本發明，如99. 5%甘油或95%等。上述對苯二甲酸回收料是指石化企業在生產精對苯二甲酸時所產生的廢、次品， 包括水池料、落地料、破包料等。當然本發明這里的對苯二甲酸回收料用精對苯二甲酸來替 換也能實現本發明，但是成本就會提高，也不能體現本發明廢物利用節能減排的目的。由于木器漆用醇酸樹脂對樹脂顏色要求較高，因此本發明的配方中需要加入減色 劑和抗氧劑以降低制得的樹脂顏色使之不大于鐵鈷比色計6號色，一般制得的樹脂顏色在 4號色左右；所述減色劑可采用次磷酸、亞磷酸酯或亞磷酸鹽；所述抗氧劑可采用酚類化合 物或酯類化合物。上述原料配方中，本發明人通過研究發現，若原料配方中多元酸全用對苯二甲酸， 則反應需要在250 260°C高溫下進行，反應后期不易控制，容易發生膠化事故，且樹脂的 顏色也相應加深；因此本發明通過對方案設計和數據優化后，發現原料配方中加入少量的 苯酐和苯甲酸，能夠降低反應的溫度，使反應易于控制，溫度降低同時使制得的樹脂顏色較淺。上述二甲苯的作用是作為酯化反應時候的回流溶劑，并且在反應過程中帶出反應 體系中的小分子水，使得反應平穩并向我們希望的方向進行。上述對稀溶劑的作用是降低整個樹脂體系粘度，易施工，采用任何一種本領域技 術人員在進行醇酸樹脂制備時所常用的對稀溶劑均可實現本發明，對稀溶劑一般是選用有 機溶劑，如芳香烴類有機溶劑、酯類有機溶劑、醚酯類有機溶劑或酮類有機溶劑等等。因為用對苯二甲酸回收料為原料所做醇酸樹脂的潤濕分散性差，對顏料、填料等 物質的潤濕分散性能不夠好，所以本發明人通過實驗研究，在上述原料配方中還添加了潤 濕分散劑，潤濕分散劑可使得樹脂能夠很好地與顏料或填料等混合分散；潤濕分散劑可采 用本領域技術人員進行醇酸樹脂涂料制備時所常用的任何一種潤濕分散劑，如Β (-103、 BYK16 3、Β (110、EFKA4010、EFKA-5010 等。一種木器漆用醇酸樹脂，是采用上述原料配方，通過兩步酯化反應制備而得，具體 包括如下步驟步驟1.將大豆油酸、甘油、季戊四醇、對苯二甲酸回收料、減色劑和抗氧劑投入反應釜 后，向反應釜中通氮氣并升溫至80°c，開動攪拌并繼續升溫到230 240°C，保溫1小時， (隨時分出反應水)，然后繼續快速升溫至250 ^KTC，保溫抽樣觀察樹脂是否轉清，以后每 15min抽樣一次直至樹脂清澈透明后馬上降溫；步驟2.當步驟1降溫至200°C以下，向反應釜中投入苯酐、苯甲酸和用于回流的二甲 苯，升溫至190 210°C回流酯化保溫；步驟3.保溫1小時后開始抽樣，至樣品粘度、酸值合格，降溫至180°C以下，加入對稀溶4劑和潤濕劑，對稀得到所需木器漆用醇酸樹脂。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明開創了制備醇酸樹脂又一種新的化工原料，在原有生產設備上能成功生產出性 能與傳統生產的醇酸樹脂性能相當的木器漆用醇酸樹脂，且由于對苯二甲酸獨特的化學性 能賦予了由其生產的樹脂有較好的干性、耐候性，又由于利用石化企業生產的廢、次品對苯 二甲酸因此生產成本較常規生產的醇酸樹脂低同時還為石化企業減少了浪費保護了環境 不被污染，做到了廢物利用節能減排。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步描述，但具體實施例并不對本發明做任何 限定。實施例1本實施例的木器漆用醇酸樹脂，其原料配方，按質量百分比計，由如下組分組成大豆油酸23. 11%99. 5%甘油15. 60%季戊四醇5. 02% ；對苯二甲酸回收料19. 09%減色劑0. 15% ；抗氧劑0. 15% ；苯酐3. 52% ；苯甲酸5. 53% ；二甲苯3. 01% ；對稀溶劑24. 72%潤濕分散劑0. 1%。上述大豆油酸、99. 5%甘油和季戊四醇均為市售產品；上述對苯二甲酸回收料是指石化企業在生產精對苯二甲酸時所產生的廢、次品； 上述減色劑為次磷酸； 上述抗氧劑為亞磷酸三苯酯； 上述對稀溶劑為二甲苯； 上述潤濕分散劑為EFKA4010。本實施例木器漆用醇酸樹脂，是采用上述原料配方，通過如下方法制備而得 步驟1.將大豆油酸、99. 5%甘油、季戊四醇、對苯二甲酸回收料、減色劑和抗氧劑投入反應釜后，向反應釜中通氮氣，并升溫至80°C，開始攪拌并繼續升溫到230 240°C，保溫1 小時，(隨時分出反應水)，然后繼續快速升溫至250 260°C，保溫抽樣觀察樹脂是否轉清， 以后每15min抽樣一次直至樹脂清澈透明后馬上降溫；步驟2.當步驟1降溫至200°C以下，向反應釜中投入苯酐、苯甲酸和用于回流的二甲 苯，升溫至190 210°C回流酯化保溫；步驟3.保溫1小時后開始抽樣，至樣品粘度、酸值合格，降溫至180°C以下，加入對稀溶 劑和潤濕分散劑，對稀得到所需木器漆用醇酸樹脂。
性能測定結果如下顏色及外觀3. 8# (Fe-Co比色計)清澈透明無機械雜質黃色粘稠液體； 粘度92000mpa. s/25°C (NDJ-4 旋轉粘度計)； 酸值:11.8mgK0H/g； 固含69. 68% ；細度20μπι (5(^111刮板細度計)。對比實施例1本實施例的木器漆用醇酸樹脂，其原料配方，按質量百分比計，由如下組分組成大豆油酸23.11%;99. 5% 甘油15. 60% ；季戊四醇5.02%;對苯二甲酸回收料 19.09%;減色劑——抗氧劑——苯酐3. 52% ；苯甲酸5. 53 % ；二甲苯3.01 % ；對稀溶劑25. 12% ；潤濕分散劑——上述大豆油酸、99. 5%甘油和季戊四醇均為市售產品；上述對苯二甲酸回收料是指石化企業在生產精對苯二甲酸時所產生的廢、次品； 上述對稀溶劑為二甲苯。本實施例木器漆用醇酸樹脂，是采用上述原料配方，通過如下方法制備而得 步驟1.將大豆油酸、99. 5%甘油、季戊四醇、對苯二甲酸回收料、投入反應釜后，向反應釜中通氮氣，并升溫至80°C，開始攪拌并繼續升溫到230 240°C，保溫1小時，(隨時分出 反應水)，然后繼續快速升溫至250 260°C，保溫抽樣觀察樹脂是否轉清，以后每15min抽 樣一次直至樹脂清澈透明后馬上降溫；步驟2.當步驟1降溫至200°C以下，向反應釜中投入苯酐、苯甲酸和用于回流的二甲 苯，升溫至190 210°C回流酯化保溫；步驟3.保溫1小時后開始抽樣，至樣品粘度、酸值合格，降溫至180°C以下，加入對稀溶 劑，對稀得到所需木器漆用醇酸樹脂，其性能測定結果如下所示顏色及外觀9. 8# (Fe-Co比色計)清澈透明無機械雜質棕黃色粘稠液體； 粘度89000mpa. s/25°C (NDJ-4 旋轉粘度計)； 酸值11. 2mgK0H/g ； 固含69. 50% ；細度20μπι (5(^111刮板細度計)。通過將實施例1和對比實施例1制備的兩個樹脂進行性能對比后發現，在其它條 件相同的情況下，加了減色劑和抗氧劑的實施例1樹脂的顏色淺；且在相同的條件下配制 木器用透明底漆進行分散，實施例1樹脂只需30分鐘油漆細度達到要求既混合均勻，而對卻需用2小時，說明加了潤濕分散劑確實起到了相應的作用。
實施例2本實施例的木器漆用醇酸樹脂，其原料配方，按質量百分比計，由如下組分組成上述大豆油酸、99. 5%甘油和季戊四醇均為市售產品；上述對苯二甲酸回收料是指石化企業在生產精對苯二甲酸時所產生的廢、次品； 上述減色劑為次磷酸； 上述抗氧劑為亞磷酸三苯酯； 上述對稀溶劑為二甲苯； 上述潤濕分散劑為EFKA4010。本實施例木器漆用醇酸樹脂，是采用上述原料配方，通過如下方法制備而得 步驟1.將大豆油酸、99. 5%甘油、季醇、對苯二甲酸回收料、減色劑和抗氧劑投入反應釜后，向反應釜中通氮氣，并升溫至80°C，開始攪拌并繼續升溫到230 240°C，保溫1小 時，(隨時分出反應水)，然后繼續快速升溫至250 260°C，保溫抽樣觀察樹脂是否轉清，以 后每15min抽樣一次直至樹脂清澈透明后馬上降溫；步驟2.當步驟1降溫至200°C以下，向反應釜中投入苯酐、苯甲酸和用于回流的二甲 苯，升溫至190 210°C回流酯化保溫；步驟3.保溫1小時后開始抽樣，至樣品粘度、酸值合格，降溫至180°C以下，加入對稀溶 劑和潤濕劑，對稀得到所需木器漆用醇酸樹脂，其性能測定結果如下所示顏色及外觀3. 5# (Fe-Co比色計)清澈透明無機械雜質黃色粘稠液體； 粘度90000mpa. s/25°C (NDJ-4 旋轉粘度計)； 酸值11. 2mgK0H/g ； 固含69. 85% ；細度20μπι (5(^111刮板細度計)。將實施例2制備的醇酸樹脂和用苯酐制得的常規醇酸樹脂ΥΤΜ1270 (長潤發公司 生產)用相同的木器底漆配方，在相同的條件下分散均勻并配漆噴板成膜后，檢測其性能結 果如表1所示。表1兩種醇酸樹脂制漆性能對比測試項目I實施例2制備的醇酸樹脂所配底漆|ΥΤΜ1270樹脂所配底漆大豆油酸 99. 5%甘油 季戊四醇對苯二甲酸回收料減色劑抗氧劑苯酐苯甲酸二甲苯對稀溶劑潤濕分散劑23. 11 % ； 15. 60 % ； 5. 02% ； 19. 09% ； 0. 15 % ； 0. 15% ； 3. 52 % ； 5. 53 % ； 3. 01% ；24. 72 % ； 0. 1 %。權利要求
1. 一種木器漆用醇酸樹脂，其特征在于該木器漆用醇酸樹脂的原料配方，按質量百分 比計算，由如下各組分組成大豆油酸18. 3 乂 28. 3%甘油10. 2 乂 20. 2%季戊四醇3. 8 乂 7. 8% ；對苯二甲酸回收料17. 6 乂 21. 6%減色劑0. 05 乂 0. 2% ；抗氧劑0. 05 乂 0. 2% ；苯酐2. 5 )5. 5% ；苯甲酸3. 2 )7. 2% ；二甲苯2 )5% ；對稀溶劑18 乂 30% ；潤濕分散劑0. 05 0. 2%上述對苯二甲酸回收料為石化企業在生產精對苯二甲酸時所產生的廢、次品。
2.根據權利要求1所述一種木器漆用醇酸樹脂，其特征在于所述減色劑為次磷酸、亞 磷酸酯或亞磷酸鹽。
3.根據權利要求1所述一種木器漆用醇酸樹脂，其特征在于所述抗氧劑為酚類化合物 或酯類化合物。
4.根據權利要求1所述一種木器漆用醇酸樹脂，其特征在于所述對稀溶劑為芳香烴類 有機溶劑、酯類有機溶劑、醚酯類有機溶劑或酮類有機溶劑。
5.根據權利要求1所述一種木器漆用醇酸樹脂，其特征在于所述潤濕分散劑為 BYK-103、BYK163、BYKl 10、EFKA4010 或 EFKA-5010。
6.一種權利要求1所述木器漆用醇酸樹脂的制備方法，其特征在于該這制備方法是采 用權利要求1所述原料配方，通過如下步驟制備得到所需木器漆用醇酸樹脂的步驟1.將大豆油酸、甘油、季戊四醇、對苯二甲酸回收料、減色劑和抗氧劑投入反應釜 后，向反應釜中通氮氣，并升溫至80°c，開始攪拌并繼續升溫到230 240°C，保溫1小時， 然后繼續快速升溫至250 260°C，保溫抽樣觀察樹脂是否轉清，以后每15min抽樣一次直 至樹脂清澈透明后馬上降溫；步驟2.當步驟1降溫至200°C以下，向反應釜中投入苯酐、苯甲酸和用于回流的二甲 苯，升溫至190 210°C回流酯化保溫；步驟3.保溫1小時后開始抽樣，至樣品粘度、酸值合格，降溫至180°C以下，加入對稀溶 劑和潤濕分散劑，對稀得到所需木器漆用醇酸樹脂。
全文摘要
本發明公開一種木器漆用醇酸樹脂及其制備方法，該木器漆用醇酸樹脂的原料配方中包含如下質量百分比的各組分大豆油酸18.3～28.3%、甘油10.2～20.2%、季戊四醇3.8～7.8%、對苯二甲酸回收料17.6～21.6%、減色劑0.05～0.2%、抗氧劑0.05～0.2%、苯酐2.5～5.5%、苯甲酸3.2～7.2%、二甲苯2～5%、對稀溶劑18～30%；潤濕分散劑0.05～0.2%。本發明采用對苯二甲酸，其獨特的化學性能賦予樹脂較好的干性、耐候性；還利用石化企業生產的廢、次品對苯二甲酸，因此生產成本較常規生產的醇酸樹脂低，同時還為石化企業減少了浪費保護環境不被污染，做到廢物利用節能減排。
文檔編號C08G63/49GK102051110SQ201010587278
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者胡向陽 申請人:惠州市長潤發涂料有限公司