阅读说明：本技术 一种植物油改性通用色浆研磨树脂及制备方法与应用 (Vegetable oil modified universal color paste grinding resin and preparation method and application thereof ) 是由 郑子童 周贤 刘薇薇 赵颖 柳昀 杜怀凯 陈诚 于 2020-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明水性涂料制备技术领域,具体来说是一种植物油改性通用色浆研磨树脂及其制备方法,以及研磨树脂在水性涂料上的应用,所述制备方法包括：制备线型丙烯酸树脂；制备异氰酸酯封端的植物油；通过所制备的线型丙烯酸树脂和异氰酸酯封端的植物油制备梳状结构的植物油改性通用色浆研磨树脂。本发明所提供的一种植物油改性通用色浆研磨树脂,采用异氰酸酯与羟基进行反应合成,提升了腰果酚的反应活性,通过逐步聚合的方式合成梳状结构,将其用于水性涂料,腰果酚的长碳链形成的梳状结构为分散颜料提供了良好的物理作用,通过碱中和后,使得在水相中更加稳定。所制备的色浆在50℃放置3个月以及常温放置1年均无沉降,无浮色,不反粗。(The invention relates to the technical field of preparation of water-based paint, in particular to vegetable oil modified universal color paste grinding resin, a preparation method thereof and application of the grinding resin in the water-based paint, wherein the preparation method comprises the following steps: preparing linear acrylic resin; preparing an isocyanate-terminated vegetable oil; the prepared linear acrylic resin and the vegetable oil blocked by isocyanate are used for preparing the vegetable oil modified universal color paste grinding resin with a comb-shaped structure. The vegetable oil modified universal color paste grinding resin provided by the invention is synthesized by adopting isocyanate and hydroxyl to react, so that the reactivity of cardanol is improved, a comb-shaped structure is synthesized by a stepwise polymerization mode and used for water-based paint, the comb-shaped structure formed by a long carbon chain of cardanol provides a good physical effect for dispersing pigment, and the cardanol modified universal color paste grinding resin is more stable in a water phase after being neutralized by alkali. The prepared color paste has no sedimentation, no flooding and no inverse coarseness after being placed for 3 months at 50 ℃ and 1 year at normal temperature.)

一种植物油改性通用色浆研磨树脂及制备方法与应用

技术领域

本发明涉及水性涂料制备

技术领域

，具体来说是一种植物油改性通用色浆研磨树脂及其制备方法，以及研磨树脂在水性涂料上的应用。

背景技术

自水性涂料面世以来，在应用端所体现出的弊病层出不穷，尤其是水性涂料的存储稳定性问题，成为了制约水性涂料发展的重要因素之一，因水性涂料组分的复杂性，使得对于通用色浆的稳定性提出了更高的要求，目前市面上大多数研磨树脂，在制备色浆后，都极易出现反粗，沉降，浮色等弊病，因此，存储稳定性优异的通用色浆研磨树脂成为各大涂料分支争相开发的热点。

而且，随着石油资源的日益枯竭，国际油价不断攀升，寻求可再生原料来制备新型涂料已成本领域技术人员研究的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种植物油改性通用色浆研磨树脂及制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，设计了一种植物油改性通用色浆研磨树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1.制备线型丙烯酸树脂：将甲基异丁基酮、甲基乙基酮和乙二醇丁醚加入反应容器中，通氮气、升温到90℃，将丙烯酸羟乙酯，丙烯酸、乙烯基类单体和引发剂滴加至反应容器中，5小时滴完，保温2小时降温到45℃以下以获得线型丙烯酸树脂；

S2.制备异氰酸酯封端的植物油：将腰果酚真空脱水处理后，与丙酮和有机锡催化剂加入反应容器中，升温至50℃，滴加二异氰酸酯类单体，1.5h滴完，在 50℃下保温1h后，测试NCO含量，符合要求后，真空脱出丙酮；

S3.制备梳状结构的植物油改性通用色浆研磨树脂：将步骤S1中制备的线型丙烯酸树脂和步骤S2中制备的异氰酸酯封端的植物油，以及有机锡催化剂加入反应容器中，升温至80℃，保温10h后，测试NCO含量，当NCO值＜1时，降温至50℃，加入碱中和，继续搅拌30min，以得到所述植物油改性通用色浆研磨树脂。

作为优选方案，在所述步骤S1中，所述的乙烯基类单体为苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸异辛酯中的一种或一种以上混合物。

作为优选方案，在所述步骤S1中，所述的引发剂为过氧化二苯甲酰，偶氮二异丁腈，OT引发剂中的一种或一种以上混合物。

作为优选方案，在所述步骤S2中，所述的二异氰酸酯类单体为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或一种以上混合物。

作为优选方案，在所述步骤S3中，所述的碱为氨水，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或一种以上混合物。

作为优选方案，在所述步骤S2和S3中，所述的有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。

本发明的第二方面，还包括了一种通过上述方法制备的植物油改性通用色浆研磨树脂。

本发明的第三方面，还包括了一种植物油改性通用色浆，所述植物油改性通用色浆通过上述植物油改性通用色浆研磨树脂制备，还包括去离子水、消泡剂、无机颜料和无机填料。

发明的有益效果

本发明所提供的一种植物油改性通用色浆研磨树脂及制备方法与应用的优点包括以下几个方面：

1.本发明所涉及的一种植物油改性通用色浆研磨树脂采用环保资源腰果酚为原料，有效的利用可再生资源，提供了一种解决能源危机的有效途径；

2.本发明所涉及的一种植物油改性通用色浆研磨树脂有良好的分散研磨效果，所制备的色浆具有优异的存储稳定性；

3.本发明的工艺简单，所制备的树脂存储稳定性好，与涂料的相容性好，适合于工业化生产。

4.本发明采用异氰酸酯与羟基进行反应合成，提升了腰果酚的反应活性，通过逐步聚合的方式合成梳状结构，将其用于水性涂料，腰果酚的长碳链形成的梳状结构为分散颜料提供了良好的物理作用，通过碱中和后，使得本体系在水相中更加稳定，研磨色浆后，静电排斥效果明显，促使使用该研磨树脂制备色浆的稳定性进一步提高。所制备的色浆在50℃放置3个月以及常温放置1年均无沉降，无浮色，不反粗。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明采用的技术方案做进一步的说明，以帮助本领域技术人员更好的理解本发明。

本发明采用了以下技术方案：

a.制备线型丙烯酸树脂

将甲基异丁基酮、甲基乙基酮和乙二醇丁醚加入带有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中，通氮气、升温到90℃，按配方量将所用丙烯酸羟乙酯，丙烯酸以及其他乙烯基类单体及引发剂称量至单体罐中，5小时滴完，，保温2小时降温到45℃以下出料，获得线型丙烯酸树脂。

所述的乙烯基类单体包含苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸异辛酯中的一种或一种以上混合物。

所述的引发剂包含过氧化二苯甲酰，偶氮二异丁腈，OT引发剂中的一种或一种以上混合物。

其制备过程中的化学反应结构式如下所示：

b.制备异氰酸酯封端的植物油

异氰酸酯封端的植物油由以下步骤制得：将腰果酚真空脱水处理后，按所述的用量将腰果酚，丙酮，有机锡催化剂加入四口烧瓶中，升温至50℃，滴加二异氰酸酯类单体，1.5h滴加完毕，在50℃下保温1h后，测试NCO含量，符合要求后，真空脱出丙酮。

所述的二异氰酸酯类单体包含甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或一种以上混合物。

所述的有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。

其制备过程中的化学反应结构式如下所示：

c.制备梳状结构的植物油改性丙烯酸树脂

将上述步骤a所制备的线型丙烯酸树脂、步骤b所制备的异氰酸酯封端的植物油、有机锡催化剂一起加入四口烧瓶中，升温至80℃，在80℃下保温10h 后，测试NCO含量，当NCO值＜1时，降温至50℃，加入碱中和，继续搅拌30min，得到一种植物油改性通用色浆研磨树脂。

所述的碱包含氨水，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或一种以上混合物。

为了测试制备获得的植物油改性通用色浆研磨树脂的性能，将植物油改性通用色浆研磨树脂制备成色浆。

制备色浆过程如下：在拉缸中依次加入植物油改性通用色浆研磨树脂，去离子水，消泡剂，高速分散15分钟后，搅拌状态下，依次加入钛白粉，高岭土，继续分散30分钟后，开始砂磨，1小时后得到细度小于15微米的通用色浆。

下面结合实施例，对本发明的技术效果作进一步验证。

实施例1

a.制备线型丙烯酸树脂

具体配方如下：

按上述配方量将甲基异丁基酮、甲基乙基酮和乙二醇丁醚加入带有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中，通氮气、升温到90℃，按配方量将所用丙烯酸羟乙酯，丙烯酸以及其他乙烯基类单体及引发剂称量至单体罐中，5小时滴完，保温2小时降温到45℃以下出料，获得线型丙烯酸树脂。

实施例2

b.制备异氰酸酯封端的植物油

具体配方如下：

异氰酸酯封端的植物油由以下步骤制得：将腰果酚真空脱水处理后，按所述的用量将腰果酚，丙酮，有机锡催化剂加入四口烧瓶中，升温至50℃，滴加二异氰酸酯类单体，1.5h滴加完毕，在50℃下保温1h后，测试NCO含量，符合要求后，真空脱出丙酮。

实施例3

c.制备梳状结构的植物油改性丙烯酸树脂

具体配方如下：

将上述步骤a所制备的线型丙烯酸树脂、步骤b所制备的异氰酸酯封端的植物油、有机锡催化剂一起加入四口烧瓶中，升温至80℃，在80℃下保温10h 后，测试NCO含量，当NCO值＜1时，降温至50℃，加入碱中和，继续搅拌30min，得到一种植物油改性通用色浆研磨树脂。

实施例4

具体配方如下：

在拉缸中依次加入植物油改性通用色浆研磨树脂，去离子水，消泡剂，高速分散15分钟后，搅拌状态下，依次加入钛白粉，高岭土，继续分散30分钟后，开始砂磨，1小时后得到细度小于15微米的通用色浆。

实施例5

在拉缸中依次加入通用色浆研磨树脂，去离子水，消泡剂，高速分散15分钟后，搅拌状态下，依次加入钛白粉，高岭土，继续分散30分钟后，开始砂磨， 1小时后得到细度小于15微米的通用色浆。

通过对于实施例4和实施例5制备的通用色浆进行稳定性测评比对，其结果如表一所示：

表一

由上述结果可知，本发明所制备植物油改性通用研磨树脂与现有的市售通用研磨树脂在色浆稳定性上有明显的提升。

以上所述，仅为此发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案和新型的构思加于等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。