一种净味树脂、制备方法及应用

文档序号:644774 发布日期:2021-05-14 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种净味树脂、制备方法及应用 (Odor-free resin, preparation method and application ) 是由 方学平 杨长春 于 2020-12-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种净味树脂、制备方法及应用。一种净味树脂,制备原料包括氢化蓖麻油、月桂酸、苯酐、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甲苯和丁酯。本发明提供的净味树脂,由于原料中添加了氢化蓖麻油,因此反应程度更高,所得净味树脂的耐候性和净味效果也更好;由于原料中包括了新戊二醇、三羟甲基丙烷等高透明多元醇,因此提升了所得净味树脂的透明度。(The invention provides odor-free resin, a preparation method and application. An odor-free resin is prepared from hydrogenated castor oil, lauric acid, phthalic anhydride, neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, xylene and butyl ester. According to the odorless resin provided by the invention, as the hydrogenated castor oil is added into the raw materials, the reaction degree is higher, and the weather resistance and the odorless effect of the odorless resin are better; because the raw materials comprise high-transparency polyhydric alcohols such as neopentyl glycol and trimethylolpropane, the transparency of the obtained odorless resin is improved.)

一种净味树脂、制备方法及应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种净味树脂、制备方法及应用。

背景技术

油漆是一种特殊的涂料,是能牢固覆盖在物体表面,起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。

随着生活水平的提高,人们对家用涂料的环保性有了更高的要求。因此,相较于其他种类涂料,环保净味型家用涂料也就更受消费者青睐。

环保净味型树脂,是环保净味型涂料的重要组成成分,但由常规环保净味型树脂调配所得的涂料,应用于家具表面后,会出现涂料光泽分布均匀性不佳,透明度差等问题,进而导致漆膜发白,显露不出木材本身的纹理性,观赏性变差。由于上述问题,常规环保净味型树脂不能满足高档家具高透明的要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此,本发明的第一方面提供了一种净味树脂,通过成分的调配,提升了所述净味树脂的聚合度,进而提升了所述聚合树脂的净味效果和透明性。

本发明的第二方面提供了一种净味树脂的制备方法。

本发明的第三方面提供了一种净味树脂的应用。

一种净味树脂,制备原料包括氢化蓖麻油、月桂酸、苯酐、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甲苯和丁酯。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂,按质量百分数计,制备原料包括:

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂,细度≤12μm。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂的羟值为115mg KOH/g~125mg KOH/g。

所述羟值是指:1g树脂样品中的羟基,所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数。

所述羟值,测试方法参考编号为GB/T 719321987的国标文件:《不饱和聚酯树脂羟基值的测定》。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂的粘度为15000mPa.s~25000mPa.s(25℃)。

所述粘度,测试方法参考编号为GB/T 7193.1-1987的国标文件:《不饱和聚酯树脂粘度测定方法》。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂中固体物质的质量百分数为78%~82%。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂外观≤1#(铁钴)。

所述外观,以铁钴比色计测量。所述铁钴比色计由18个标准色阶溶液管组成,最浅的为1#,最深的为18#。

根据本发明的一些实施方式,所述净味树脂酸值≤15mgKOH/g。

所述酸值是指,每克净味树脂中,酸成分可消耗KOH的质量。

所述酸值,测试方法参考编号为GB/T2895-1982的国标文件:《不饱和聚酯树脂酸值的测定》。

本发明提供的净味树脂,由于原料中添加了氢化蓖麻油,在高温反应过程中,氢化蓖麻油、月桂酸与新戊二醇、三羟甲基丙烷之间,除发生酯化反应,还会发生热聚合反应,因此,原料的反应程度更高。

本发明提供的净味树脂,由于原料的反应程度更高,因此包含有本发明净味树脂的涂料,均匀性和成膜效果更好;因此耐候性(气候环境对涂料破坏的难易程度)、净味效果和透明度也更好。

一种净味树脂的制备方法,包括以下步骤:

S1.在保护气体环境中,向反应容器中加入部分二甲苯,再加入月桂酸、氢化蓖麻油、苯酐、新戊二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇,加热溶解后,开始搅拌、继续升温,得体系A;

S2.停止加热、关闭保护气体,将剩余的二甲苯滴加至所述体系A中,继续反应,得体系B;

S3.在保护气体环境中,对所述体系B继续加热反应,当粘度合格后,得体系C;

S4.将降温后的所述体系C,与所述丁酯混合,即得所述净味树脂。

根据本发明的一些实施方式,所述制备方法,还包括在步骤S1之前,检查所用的设备、升降油温系统是否正常,检查反应容器是否干净,底阀是否关闭。

根据本发明的一些实施方式,所述保护气体环境为惰性气体或氮气中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,所述反应容器为回流反应釜。

根据本发明的一些实施方式,所述制备方法,还包括在步骤S1之前,以5L/min的保护气体对所述反应容器进行气体置换20min。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,所述部分二甲苯,经计量槽计量后再加入所述回流反应釜;所述桂酸、氢化蓖麻油、苯酐、新戊二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇通过所述回流反应釜的固体投料口加入。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,所述部分二甲苯,占所述二甲苯总质量的25%~75%。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,在所述加热溶解开始前,还包括以5L/min的保护气体,对体系进行气体置换15min。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,所述加热溶解,温度为120℃。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,在所述开始搅拌前,保护气体的流量为5L/min;在所述开始搅拌后,流量为1L/min。

根据本发明的一些实施方式,步骤S1中,所述继续升温,分为阶段1和阶段2;所述阶段1指温度升至170℃,升温时间为1h~2h;所述阶段2是指温度升至193℃~197℃,并保温2h,升温时间为1h~2h。

根据本发明的一些实施方式,在所述阶段1和阶段2之间,还包括打开所述回流反应釜的竖式、卧式冷凝器,并将回流水流量调整为最大流量的1/4。

调节回流水流量的原因是:在所述阶段1完成后,所述回流反应釜中已经出现了回流现象,为提升回流效果,故调节回流水流量。

根据本发明的一些实施方式,步骤S2中,剩余的二甲苯,需通过计量槽,加入分水器中,最终滴加至回流反应釜中,滴加时间为10min~20min。

由于二甲苯的沸点约130℃,滴加剩余的二甲苯前,体系温度为193℃~197℃,因此为避免二甲苯的快速汽化,引起涨釜,需降低搅拌速率或停止搅拌,且剩余的二甲苯需缓慢滴加。

根据本发明的一些实施方式,步骤S2中,所述继续反应,时间为5min。

根据本发明的一些实施方式,步骤S3中,所述加热反应,为先升温至193℃~197℃,保温1h,再以10℃/h的速率继续升温至208℃~212℃后,保温。

根据本发明的一些实施方式,步骤S3中,所述粘度,抽检方式为:加热反应过程中,当粘度<20s时,每小时抽检一次,当粘度≥20s时,每半小时抽检一次。

由于用旋转黏度计测试粘度,耗费样品量较高、所需时间长;因此步骤S3中,过程粘度的控制,采用格氏粘度测试,而不采用旋转黏度计测试,以达到样品用量少、快速掌握样品状态的目的。

根据本发明的一些实施方式,步骤S3中,所述粘度合格,粘度范围为30s~40s。

根据本发明的一些实施方式,步骤S3中,所述粘度合格,粘度范围为33s~37s。

根据本发明的一些实施方式,步骤S4中,所述降温,方法为打开冷却油。

根据本发明的一些实施方式,步骤S4中,所述降温,为温度降至约165℃。

根据本发明的一些实施方式,所述制备方法还包括在步骤S4之后,对所述净味树脂进行过滤、称重、包装。

根据本发明的一些实施方式,步骤S2~S3,反应过程中,均需同时进行回流。

一种净味树脂在涂料中的应用。

根据本发明的一些实施方式,所述涂料为木器涂料。

与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:

(1)本发明提供的净味树脂,由于原料中添加了氢化蓖麻油,在高温反应过程中,氢化蓖麻油、月桂酸与新戊二醇、三羟甲基丙烷之间,除发生酯化反应,还会发生热聚合反应,因此,原料的反应程度更高,所得净味树脂的耐候性、净味效果和透明度也更好。

(2)本发明提供的净味树脂,由于原料中包括新戊二醇、三羟甲基丙烷等高透明多元醇,高温条件下,发生酯化、聚合后,生成的分子结构体具有极高的晶体透明性,因此提升了所得净味树脂的透明度。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

若无特殊说明,具体实施方式中所用试剂均来自于市购,使用前未经过任何前处理。

实施例1

本实施例制备一种净味树脂,具体原料配比如表1所示,步骤如下:

S1.检查回流反应釜,确保底阀关闭、升温正常、釜内洁净后,以5L/min的流速,通氮气20min,对回流反应釜内进行气体置换;

S2.经计量釜向回流反应釜中加入二甲苯a后,以5L/min的氮气对体系进行气体置换15min,再经固体投料口向回流反应釜中加入月桂酸、氢化蓖麻油、苯酐、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇,封闭加料口;以5L/min的流速,通氮气15min,对回流反应釜内进行气体置换;

S3.在5L/min流速的氮气保护下,加热步骤S3所得体系至120℃,体系出现回流现象后;将氮气流速调至1L/min,开始搅拌;

S4.保持1L/min速率通入氮气,并持续搅拌;同时以0.5℃/min的升温速率,升温步骤S3所得体系至170℃;之后打开回流反应釜的竖式、卧式冷凝器,调节回流水流量调整为最大流量的1/4;继续以0.25℃/min的升温速率升温至195℃,保温2h,得体系A;

S5.停止加热,关闭氮气,将二甲苯b滴加至体系A中,继续反应回流5min,得体系B;

S6.在氮气气氛下,将体系B加热至195℃,保温1h,之后以10℃/h升温到210℃,保温反应,反应过程中进行粘度抽检,当粘度<20s时,每小时抽检一次,当粘度≥20s时,每半小时抽检一次,当粘度为35s时,停止抽检,得体系C;

S7.打开回流反应釜的冷却油,使体系C降温至165℃,之后将体系C转移至兑稀釜中,并与丁酯混合,过滤、包装、称重后即得净味树脂。

表1按质量百分数计,净味树脂的成分配比。

实施例2

本实施例制备一种净味树脂,具体与实施例1的区别是,原料配比不同,具体原料配比如表1所示。

实施例3

本实施例制备一种净味树脂,具体与实施例1的区别是,原料配比不同,具体原料配比如表1所示。

实施例4

本实施例制备一种净味树脂,具体与实施例1的区别是,原料配比不同,具体原料配比如表1所示。

实施例5

本实施例制备一种净味树脂,具体与实施例1的区别是,原料配比不同,具体原料配比如表1所示。

实施例6

本实施例制备一种净味树脂,具体与实施例1的区别是,原料配比不同,具体原料配比如表1所示。

检测例

本检测例检测了实施例1~6所得净味树脂的性能,具体检测方法和结果如下。

检测方法:

细度,测试方法参考编号为GB/T 1724-1989的国标文件:《涂料细度测定法》。

羟值,测试方法参考编号为GB/T 719321987的国标文件:《不饱和聚酯树脂羟基值的测定》。

粘度,测试方法参考编号为GB/T 7193.1-1987的国标文件:《不饱和聚酯树脂粘度测定方法》。

外观,以铁钴比色计测量。铁钴比色计由18个标准色阶溶液管组成,最浅的为1#,最深的为18#。

酸值,测试方法参考编号为GB/T2895-1982的国标文件:《不饱和聚酯树脂酸值的测定》。

测试结果如表2所示。

表2净味树脂的测试结果。

性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
细度μm 10 12 11 10 10 11
羟值mgKOH/g 122 121 120 125 124 120
粘度mpa.s/25℃ 20200 20000 20250 20300 20180 20200
固体物质的质量分数 81.7% 81.9% 82% 81.85% 81.75% 81.9%
外观 ≤1# ≤1# ≤1# ≤1# ≤1# ≤1#
酸值mgKOH/g 6.0 6.1 6.3 6.0 5.9 5.9

由表1结果可知,原料中溶剂二甲苯a、二甲苯b和丁酯共占有17%,即原料中固体物质的质量分数为83%,大于表2所示成品净味树脂中,固体物质的质量分数。导致上述差异的原因是:原料加热过程中会发生酯化反应,而酯化反应会生成一定量的水,因此成品净味树脂中,固体物质的质量分数会下降。

由表2所得结果可知,参照本发明提供的净味树脂原料配方及制备方法,制备所得的净味树脂,细度、羟值、粘度、固含量、外观以及酸值等性能优异。

应用例

本应用例分别以实施例1、实施例3、实施例5,以及商业购得的拓普3871(购自深圳市拓普环球科技有限公司)和先策9855(购自佛山先策树脂有限公司)为原料树脂,调配形成清漆1号~5号,其中清漆成分配比如表3所示。

表3按质量百分数计,清漆成分配比。

之后分别以清漆1号~5号喷涂对配漆喷板进行一次喷涂和二次喷涂,并进行表征。

一次喷涂:

方法:分别以清漆1号~5号为原料,喷涂1号~5号清漆配漆喷板(配漆喷板满足编号为GBT9271-1988的国标文件《色漆和清漆标准试板》的要求),配漆喷板尺寸为60cm×60cm,喷涂方法为进行两次十字喷涂,即共喷涂4次,所得配漆喷板的性能如表4所示。

其中:

“外观”参考编号为GB 1721-1979的国标文件《清漆,清油及稀释剂外观和透明度测定》提供的方法进行测试。

“实干”参考编号为GB/T 1728-1989的国标文件《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》提供的方法进行测试。

“柔韧性”参考编号为GB/T 1748-1989的国标文件《腻子膜柔韧性测定法》提供的方法进行测试。

“附着力”参考编号为GB/T 1720-1989的国标文件《漆膜附着力测定法》提供的方法进行测试。

表4一次喷涂后,配漆喷板的性能。

测试项 1号 2号 3号 4号 5号
实干 1小时38分 1小时35分 1小时30分 1小时30分 1小时45分
流平 优+ 优- 优+
柔韧性12h 4级 5级 5级 5级- 5级
填充性 良+ 良+ 良- 良-
丰满度 优+ 优+ 优-
光泽(4h) 65 64 65 62 67
光泽(24h) 61 60 59 45 51
透明度 优- 良+

二次喷涂:

分别以1号~5号清漆,再次喷涂一次喷涂后的1号~5号配漆喷板,喷涂方法为:将每个配漆喷板均分为两部分,一部分进行1.5次十字重喷(即喷涂3遍),另一部分进行3次十字重喷(即喷涂6次)。二次喷涂后配漆喷板的性能表征如表5所示。

表5二次喷涂后,配漆喷板的性能。

由表4~5结果可知,由本发明提供的净味树脂配置的清漆,有良好板面效果,在保证漆膜丰满度与附着力的前提下有优异的透明度,重涂或厚涂情况下其高通透的优势更加明显,很好的满足了高档家具高透明的涂装工艺需求。

上面结合实施例对本发明作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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