水性醇酸树脂

专利名称：耐候性、耐水性好的水性醇酸树脂专利类型：发明专利
发明人：廖禄全,王继成,何春全,于郭,王瑞莲申请号：CN201510797258.3
申请日：20151118
公开号：CN105348498A
公开日：
20160224
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种耐候性、耐水性好的水性醇酸树脂，通过脂肪酸法制得醇酸树脂，并通过环氧基有机硅氧烷中的环氧基与醇酸树脂分子链中的醇羟基、羧基进行反应，从而将有机硅氧烷链段引入到水性醇酸树脂体系中，合成了耐水性、防污性、耐候性、滑爽性及防腐性均优良的水性环氧基有机硅氧烷改性醇酸树脂。

环氧基有机硅氧烷单体含有甲氧基硅烷无机活性基官能团，该官能团水解后形成的硅羟基可以与无机材料表面的羟基发生缩合反应，从而提高水性醇酸树脂对金属、玻璃、塑胶底材的附着力，同时，由于醇酸树脂支链部分有机硅氧烷链段的引入，大大提高了该水性醇酸树脂的干燥性能、耐候性、耐热性和耐水性。

申请人：湖北乾兴化工有限公司
地址：441400 湖北省襄樊市宜城市经济开发区宋玉四路湖北乾兴化工有限公司
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：潘杰
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（1）多元酸水性醇酸树脂的合成主要采用脂肪酸法，该法所得树脂结构、组成均一，分子量分布也比较均匀。

其多元酸单体同溶剂型基本相同，应尽量选用抗水解型单体。

所用二元酸主要有苯酐（PA）、间苯二甲酸（IPA）、对苯二甲酸（PTA）、己二酸（AD）、壬二酸（AZA），比较新的抗水解型单体有四氢苯酐、六氢苯酐、1，4-环己烷二甲酸（1，4-CHDA）；单元酸有月桂酸（LA）、苯甲酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、豆油酸、脱水蓖麻油酸、桐油酸等，其中月桂酸（LA）、苯甲酸、油酸用于水系短油度醇酸树脂的合成，亚油酸、亚麻酸、豆油酸、脱水蓖麻油酸、桐油酸用于可自干水系中、长油度醇酸树脂的合成。

醇酸树脂中引入IPA有利于提高分子量，对提高涂膜干燥速率、硬度、耐水性亦有好处，但其熔点高（330℃），与体系混熔性差，活性较低，用量不能太高，一般为占二元酸的30%（mass ratio）。

AD、马来酸酐的引入可调整涂膜的柔韧性。

（2）多元醇水性醇酸树脂用多元醇可选用丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷（TMP）等，有时为平衡官能度可以引入一些二官能度单体，如乙二醇、1，6-己二醇（1，6-HDO）、1，4-环己烷二甲醇（1，4-CHDM）、1，2-丙二醇、新戊二醇（NPG）、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇（TMPD）等。

其中，TMP带三个伯羟基，其上的乙基的空间位阻效应可屏蔽酯基，提高耐水解性，与其类似二官能度单体新戊二醇也常被选用；另外，据报道CHDM、TMPD也具有较好的耐水解性，但价格较高。

（3）水性单体水性醇酸树脂的合成水性单体是比不可少的，由其引入的水性基团，经中和转变成盐基，提供水溶性，因此，它直接影响树脂的性能。

目前比较常用的有：偏苯三酸酐（TMA），聚乙二醇二醇（PEG）或单醚、间苯二甲酸-5-磺酸钠、二羟甲基丙酸（DMPA）、马来酸酐、丙烯酸等。

（4）助溶剂水性醇酸树脂的合成及使用过程中，为降低体系黏度和贮存稳定性常加入一些助溶剂，主要有乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、异丁醇、仲丁醇等。

水性醇酸涂料的作用与用途水性醇酸涂料是一种以水为主要溶剂成分的涂料，其中还含有醇酸树脂、助剂等。

它具有不含有害溶剂、低挥发性、环保性好等特点，因此在许多领域都有广泛的应用。

下面我们来详细介绍一下水性醇酸涂料的作用与用途。

首先，水性醇酸涂料具有出色的装饰效果。

它可以提供丰富多样的颜色和质感，能够满足不同消费群体的需求。

此外，在使用水性醇酸涂料进行装饰时，不仅可以进行一般的涂刷、喷涂等传统涂装方式，还可以利用特殊的工艺技术实现石纹、仿木纹等效果，使装饰效果更加真实、立体。

其次，水性醇酸涂料有很好的耐候性和耐久性。

它采用了高性能的水性树脂作为基料，使得涂层在对抗外部环境因素（如日晒、雨淋、风蚀等）的作用下能够保持较长时间的良好品质。

而且，水性醇酸涂料在涂装过程中，可形成致密的保护层，能够有效地防止湿气、酸雨等气体进入涂层内部，从而延长涂层的使用寿命。

再次，水性醇酸涂料具有较好的环保性。

传统涂料中含有大量的有机溶剂，对环境和人身健康都存在一定的风险。

而水性醇酸涂料采用水性树脂作为基料，不含有害溶剂，减少了挥发性有机物的排放，对环境污染小。

同时，水性醇酸涂料在使用过程中，无毒、无味，对于施工人员没有危害，增加了施工安全性。

此外，水性醇酸涂料还具有很好的耐化学物品性能。

它能够抵御酸碱等化学物品的侵蚀，保护被涂物的表面不受损。

这使得水性醇酸涂料在一些需要抗污染和防腐蚀的场所有很好的应用前景。

比如，在化学工业中，水性醇酸涂料可以用于化工设备、油罐、配件等的防腐蚀；在医疗卫生领域，水性醇酸涂料可以用于手术室、洗消间、药品储存间等防污染区域的装饰。

最后，水性醇酸涂料还有利于环保建筑的实现。

由于水性醇酸涂料不含有机溶剂，对室内空气污染的产生极小，适用于低碳、环保建筑。

另外，水性醇酸涂料的涂装工艺简便，不需要额外的通风设备，可以减少建筑施工期间对周边环境和人员的影响。

总的来说，水性醇酸涂料由于其装饰效果好、具有良好的耐候性和耐久性、环保性好等特点，在建筑装饰、工业防腐蚀等领域都有广泛应用。

水性醇酸底漆、面漆技术参数数据一、水性醇酸防锈底漆产品介绍：本产品采用环保水性醇酸树脂，单组份自干,超低VOC含量，低气味无污染，高性价比，方便的施工性能，具有良好耐腐性能、抗闪锈能力。

产品应用：用于金属构件的低、中等防腐底漆，用于钢结构建筑，机械设备的一般工业防腐。

产品技术参数：使用说明：一>表面处理涂装前应对基材表面的油污，锈迹等污物进行清理，保证基材清洁，干燥，无污染。

打磨金属表面焊渣至平整，喷砂至Sa2.5级或人工打磨至St2级二>稀释比例调整原漆粘度适合施工条件，建议加入纯净水10％，边加水边搅拌，搅拌均匀后即可施工。

三>施工方法及工具本产品适用于喷涂，刷涂，辊涂。

施工环境保持干燥通风，建议施工温度≥5℃湿度≤75％R.C储存及运输：一>，产品应储存于干燥通风场所，储存温度大于0℃和小于40℃，防止㓎水，远离热源。

二>,储存期为12个月，超过储存期限可进行检验，符合标准仍可使用。

三>，产品运输过程中防止雨淋，日晒，严寒。

应符合运输部门的有关规定。

二、水性醇酸面漆产品介绍：本产品采用环保水性醇酸树脂，单组份自干,超低VOC含量，低气味无污染，光泽高，丰满度好，高性价比，方便的施工性能，良好的底材附着。

产品应用：本产品用于金属构件的低、中等防腐。

钢结构建筑，机械设备的一般工业防腐。

产品技术参数：使用说明：四>表面处理涂装前应对基材表面的油污，锈迹等污物进行清理，保证基材清洁，干燥，无污染。

打磨金属表面焊渣至平整，喷砂至Sa2.5级或人工打磨至St2级五>稀释比例调整原漆粘度适合施工条件，建议加入纯净水10％，边加水边搅拌，搅拌均匀后即可施工。

六>施工方法及工具本产品适用于喷涂，刷涂，辊涂。

施工环境保持干燥通风，建议施工温度≥5℃湿度≤75％R.C储存及运输：一>，产品应储存于干燥通风场所，储存温度大于0℃和小于40℃，防止㓎水，远离热源。

自干型环氧丙烯酸改性水性醇酸树脂的制备与性能醇酸树脂是以多元醇、多元酸与脂肪酸通过酯化反应聚合成的树脂。

由于原料价廉易得，漆膜干燥速度快，光泽、硬度和耐久性优良，在涂料工业中有着很重要的地位。

然而传统的溶剂型醇酸树脂涂料有机溶剂含量高，对环境及人类健康危害极大，浪费大量资源。

因此，研究性能好、污染少、能耗低的绿色环保的水性醇酸树脂及涂料显得尤为必要，对我国涂料工业的发展也具有重要意义。

本文在参考文献以亚麻油、甘油、苯酐和顺酐为原料制备水性醇酸树脂的基础上，用环氧树脂及丙烯酸单体对其改性，得到一种环氧丙烯酸改性水性醇酸树脂。

重点讨论了环氧树脂的用量及投料方式，丙烯酸单体的用量及配比，共聚反应温度及引发剂用量等因素对树脂及其漆膜性能的影响。

1 实验1. 1 原料亚麻油、邻苯二甲酸酐(PA)，工业级，广州珠江化工集团有限公司;甘油，工业级，广州市允升环保科技有限公司;环氧树脂 E-20、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸丁酯(BA)、过氧化苯甲酰(BPO)，化学纯，广州化学试剂厂;顺丁烯二酸酐(MA)、二甲苯、乙二醇丁醚(BE)，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司;正丁醇、三乙胺(TEA)，分析纯，江苏强盛功能化学股份有限公司。

1. 2 合成工艺1. 2. 1 醇酸树脂的合成将 50.05 g 亚麻油、10.94 g 甘油加入带有搅拌器、温度计和分水器的四口烧瓶中，用电热套加热至120 C，加入 0.10 g 醇解催化剂 LiOH，继续升温至 240 C，反应至乙醇容忍度低于 5 mL/mL 后降温至 180 往烧瓶中加入 29.50 g PA、0.82 g MA 以及 3.00 g 回流二甲苯，在 180 ~ 235 C 下保温反应，直到酸值达到设计值。

1. 2. 2 环氧改性降温至200C，加入环氧树脂继续反应，直到酸值低于10 mgKOH/g。

环氧树脂用量由要改性的醇酸树脂的质量分数确定。

水性醇酸树脂涂料的研究及应用葛亚辉罗洁*（中南林业科技大学，材料科学与工程学院，湖南长沙410004）摘要：水性醇酸树脂不仅具有醇树树脂的优点而且还有良好的耐腐蚀性、耐候性、附着力、干燥性、耐水性等，大大地降低了VOC的含量，符合环保的要求，因此水性醇酸树脂涂料具有很好的发展前景。

关键词：醇酸树脂、水性化研究、具体应用Water soluble alkyd resin coating research and ApplicationYahui Ge ,Jie Luo*( Central South University of Forestry and Technology, College of materials science and engineering, Hunan Changsha410004)Abstract: water soluble alkyd resin has not only alcohol tree resin advantages and good corrosion resistance, weather resistance, adhesion, drying, water resistance, greatly reduced the content of VOC, accord with the requirement of environmental protection, so the water soluble alkyd resin coating has good development prospect.Key words: alkyd resin, waterborne, application research涂料是国民经济各部门不可缺少的配套材料，广泛应用于各类建筑物、各种工业制品和通工具的装饰与保护以及各类钢铁设施如码头、海洋石油钻井平台、输变电塔等的防腐保护。

水性醇酸底漆、面漆技术参数数据一、水性醇酸防锈底漆产品介绍：本产品采用环保水性醇酸树脂，单组份自干,超低VOC含量，低气味无污染，高性价比，方便的施工性能，具有良好耐腐性能、抗闪锈能力。

产品应用：用于金属构件的低、中等防腐底漆，用于钢结构建筑，机械设备的一般工业防腐。

产品技术参数：使用说明：一>表面处理涂装前应对基材表面的油污，锈迹等污物进行清理，保证基材清洁，干燥，无污染。

打磨金属表面焊渣至平整，喷砂至Sa2.5级或人工打磨至St2级二>稀释比例调整原漆粘度适合施工条件，建议加入纯净水10％，边加水边搅拌，搅拌均匀后即可施工。

三>施工方法及工具本产品适用于喷涂，刷涂，辊涂。

施工环境保持干燥通风，建议施工温度≥5℃湿度≤75％R.C储存及运输：一>，产品应储存于干燥通风场所，储存温度大于0℃和小于40℃，防止㓎水，远离热源。

二>,储存期为12个月，超过储存期限可进行检验，符合标准仍可使用。

三>，产品运输过程中防止雨淋，日晒，严寒。

应符合运输部门的有关规定。

二、水性醇酸面漆产品介绍：本产品采用环保水性醇酸树脂，单组份自干,超低VOC含量，低气味无污染，光泽高，丰满度好，高性价比，方便的施工性能，良好的底材附着。

产品应用：本产品用于金属构件的低、中等防腐。

钢结构建筑，机械设备的一般工业防腐。

产品技术参数：使用说明：四>表面处理涂装前应对基材表面的油污，锈迹等污物进行清理，保证基材清洁，干燥，无污染。

打磨金属表面焊渣至平整，喷砂至Sa2.5级或人工打磨至St2级五>稀释比例调整原漆粘度适合施工条件，建议加入纯净水10％，边加水边搅拌，搅拌均匀后即可施工。

六>施工方法及工具本产品适用于喷涂，刷涂，辊涂。

施工环境保持干燥通风，建议施工温度≥5℃湿度≤75％R.C储存及运输：一>，产品应储存于干燥通风场所，储存温度大于0℃和小于40℃，防止㓎水，远离热源。