一种高性价比水白醇酸树脂及其制备方法与应用与流程
本发明涉及一种高性价比水白醇酸树脂及其制备方法。
背景技术：
1、双组分醇酸聚氨酯木器涂料具有耐磨、施工方便、机械性能好、耐化学品好等优点，广泛应用于家具表面涂装。水白醇酸树脂主要应用木器亮光面漆中，具有颜色浅、光泽高、优异的手感，市场需求较大。
2、现在市场上的主流水白醇酸树脂在原料选择时，多元酸一般使用苯酐；脂肪酸主要使用饱和的合成脂肪酸，比如，辛酸、壬酸，十二酸等；由于使用饱和的脂肪酸冻点较高，如果多元醇先择不当，树脂低温储存会出现发浑和析出现象，多元醇选择空间位阻较高的季戊四醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、甲基丙二醇、丙二醇等，接在空间位阻高的醇上的饱和脂肪链在低温下很难靠近结晶，从而避免了树脂低温发浑。但以上空间位阻高的多元醇价格都比较高，树脂的成本较高，限制了水白醇酸树脂的广泛应用。如果使用便宜但空间位阻小的甘油，用现有的合成技术，树脂极易在低温下发浑析出。
3、因此，很有必要在现有技术的基础之上，在大量使用便宜但空间位阻小的多元醇甘油前提下，开发出一种低成本且低温不发浑的水白醇酸树脂具有重要的意义。
技术实现思路
1、发明目的：本发明的目的是提供一种低成本且低温不发浑的水白醇酸树脂，本发明另外一个目的是提供其制备方法。
2、技术方案，为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种高性价比水白醇酸树脂，其特征在于：它是由十二酸、季戊四醇、甘油、对苯二甲酸、苯酐、苯甲酸、减色剂、回流二甲苯和兑稀溶剂制成。
4、作为优选方案，以上一种高性价比水白醇酸树脂，它是由质量份数174-182的十二酸、40-42的季戊四醇、186-194的甘油、171-179％的对苯二甲酸、122-128苯酐、72-77苯甲酸、1-1.5的减色剂、20-30的回流二甲苯和270-280兑稀溶剂制成。
5、作为优选方案，以上所述的一种高性价比水白醇酸树脂，所述季戊四醇可选择符合国标gb/t7815-2008中95级技术要求的季戊四醇。
6、作为优选方案，以上所述的一种高性价比水白醇酸树脂，所述甘油可选择符合国标gb/t13206-2022中优等品理化指标的含量大于99.5％的甘油。
7、作为优选方案，以上所述的一种高性价比水白醇酸树脂，所述减色剂为次磷酸。
8、作为优选方案，以上所述的一种高性价比水白醇酸树脂，所述兑稀溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、醋酸仲丁酯和pma中的一种或任意几种混合物。
9、本发明提供的高性价比水白醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
10、1)通入氮气或二氧化碳保护气体，按顺序将甘油、十二酸、苯酐、苯甲酸、季戊四醇、对苯二甲酸、减色剂、回流二甲苯投入反应釜；
11、2)继续通入氮气或二氧化碳保护气，开始升温，升温至130～150℃，试开搅拌，当搅拌正式开启后，继续升温等有正常回流后，关闭继续氮气或二氧化碳保护气，升温至170～180℃，在170～180℃保温一段时间，继续升温至210℃-230℃之间保温回流酯化；
12、3)等树脂由混变清时，继续保温回流，取样测酸值和粘度；
13、4)当酸值和粘度合格后，立即降温，当釜温降到150～170℃时，将有机溶剂部分兑稀，翻入兑稀釜，将其它剩余溶剂打入稀釜，树脂在稀釜搅拌，降温；
14、5)过滤，得高性价比水白醇酸树脂。
15、作为优选方案，本发明所述的高性价比水白醇酸树脂的制备方法，其包括以下步骤：
16、1)通入氮气或二氧化碳保护气15分钟后，按顺序将质量份数186-194的甘油、174-182的十二酸、122-128的苯酐、72-7的苯甲酸、40-42的季戊四醇、171-179的对苯二甲酸、1-1.5的减色剂、20-30的回流二甲苯投入反应釜。
17、2)继续通入氮气或二氧化碳保护气，开始升温，升温至140℃，试开搅拌，当搅拌正式开启后，继续升温等有正常回流后，关闭继续氮气或二氧化碳保护气，升温至180℃，在180℃保温3小时，继续升温至210℃时，在210℃-230℃之间保温回流酯化；
18、3)等树脂由混变清时，继续保温回流一小时后，取样测酸值，直至达到酸值小于10，粘度：60-80秒*格式管/25℃(二甲苯兑60固含)
19、4)酸值和粘度合格后，立即降温，当釜温降到170℃时，将有机溶剂部分兑稀，翻入兑稀釜，将其它剩余溶剂打入稀釜，树脂在稀釜搅拌2-3小时，降温至100℃以下。
20、5)过滤包装后得到固含69～71％的高性价比水白醇酸树脂。
21、本发明主要是通过以下几点来实现在大量使用便宜但空间位阻小的多元醇甘油前提下，合成低成本且低温不发浑的水白醇酸树脂：
22、1、本发明通过筛选发现，在配方中用精对苯二甲酸来替代部分苯酐，首先为了降低成本，其次，精对苯二甲酸在醇酸树脂主链上引入对位芳香酸酯，苯酐提供的邻位芳香酸酯，对位芳香酸酯的酯键的距离比邻位芳香酸酯的酯键距离远，因而主链有对位芳香酸酯醇酸树脂侧链的饱和脂肪酸链距离相对较远，饱和脂肪链在低温下很难靠近结晶，从而避免了树脂低温发浑。
23、对位芳香酸酯的酯键的距离比邻位芳香酸酯的酯键距离远主要是两个原因：
24、1、间位的两个羧基本来就比邻位的两个羧基远。2、邻位羧基能生成闭环内酯，使醇酸树脂的主链没有含有对位芳香酸酯的主链舒展。
25、本发明在筛选多元酸时，也想到用己二酸，利用己二酸的长链结构来拉大酯键距离，从而使醇酸树脂侧链的饱和脂肪酸链距离增加，来避免树脂低温发浑。但在实验中，本发明发现己二酸并不能达到本发明的预期的效果，己二酸的脂肪链不是刚性结构，容易产生位移和缠绕，所以没有苯环刚性结构好。
26、本发明的精对苯二甲酸用量选在占树脂原料(除溶剂)的22％左右，精对苯二甲酸少于这个量，树脂低温储存时间长会有乳光，高于这个量树脂在生产过程中难清澈透明，且粘度高。
27、2、本发明通过筛选发现，苯甲酸虽然熔点较高(122℃)，但苯甲酸的苯环是刚性结构、分子量较小，处于醇酸树脂侧链的苯环不易靠近结晶，所以苯甲酸相对于饱和脂肪酸，不会使醇酸树脂低温发浑，所以本发明用苯甲酸替代部分饱和脂肪酸来减轻树脂低温发浑的倾向，如果苯甲酸用量不到，树脂也不能保证低温不发浑。其次，使用苯甲酸来抵消大量使用甘油造成树脂的硬度降低，保持醇酸树脂正常的硬度。
28、3、本发明通过筛选发现，虽然辛酸、异辛酸、壬酸等低碳酸熔点低，对防止醇酸树脂的发浑有好处，但价格高、沸点低，在实际生产中容易逃逸。所以本发明使用相对便宜易得的十二酸。
29、4、本发明通过筛选发现，即使采用了以上方案，如果多元醇全是用甘油，树脂也不能保证低温不发浑，必须搭配空间位阻较大的季戊四醇，才会取得很好的技术效果。
30、5、本发明通过筛选发现，采用的十二酸相比常用的十八碳的豆油酸链短，对酯化反应的位阻效应小，本发明采用温度较低的210℃-230℃之间回流酯化工艺，精对苯二甲酸也可以完全反应。
31、有益效果：发明通过大量实验筛选各种反应原料组和反应具体步骤，在大量使用便宜但空间位阻小的多元醇甘油前提下，用部分精对苯二甲酸替代传统的苯酐，增加酯键的距离，阻挠了饱和脂肪链的靠近结晶。同时搭配少量的季戊四醇和苯甲酸，制备得到的低成本且低温不发浑的水白醇酸树脂。相比现有技术取得了明显的进步。
技术特征：
1.一种高性价比水白醇酸树脂，其特征在于：它是由十二酸、季戊四醇、甘油、对苯二甲酸、苯酐、苯甲酸、减色剂、回流二甲苯和兑稀溶剂制成。
2.根据权利要求1所述的一种高性价比水白醇酸树脂，其特征在于：它是由质量份数174-182的十二酸、40-42的季戊四醇、186-194的甘油、171-179％对苯二甲酸、122-128苯酐、72-77苯甲酸、1-1.5的减色剂、20-30的回流二甲苯和270-280兑稀溶剂制成。
3.根据权利要求1所述的一种高性价比水白醇酸树脂，其特征在于，所述减色剂为次磷酸。
4.根据权利要求1所述的一种高性价比水白醇酸树脂，其特征在于，所述兑稀溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、醋酸仲丁酯和pma中的一种或任意几种混合物。
5.权利要求1～4任一项所述的高性价比水白醇酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高性价比水白醇酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明公开了一种高性价比水白醇酸树脂及其制备方法，它是由质量份数174‑182的十二酸、40‑42的季戊四醇、186‑194的甘油、171‑179％对苯二甲酸、122‑128苯酐、72‑77苯甲酸、1‑1.5的减色剂、20‑30的回流二甲苯和270‑280兑稀溶剂制成。发明通过大量实验筛选各种反应原料组和反应具体步骤，在大量使用便宜但空间位阻小的多元醇甘油前提下，用部分精对苯二甲酸替代传统的苯酐，增加酯键的距离，阻挠了饱和脂肪链的靠近结晶。同时搭配少量的季戊四醇和苯甲酸，制备得到的低成本且低温不发浑的水白醇酸树脂。相比现有技术取得了明显的进步。
技术研发人员：刘昊,杨森,史汇锋,蒋健,黄凯,蒋惠娟,朱金凤
受保护的技术使用者：江苏三木化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23