一种用于水性自行车漆的树脂及其制备方法与应用
阅读说明：本技术 一种用于水性自行车漆的树脂及其制备方法与应用 (Resin for water-based bicycle paint and preparation method and application thereof ) 是由 王海艳 杨伟明 叶维雪 于 2020-11-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于水性自行车漆的树脂的制备方法,包括以下步骤：S1、准备原料并将原料混合,原料包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、新戊二醇、有机铋以及二丁基羟基甲苯；S2、通入氮气,升温到130℃,保温一小时；S3、继续升温至210℃,维持5-8小时,保温酯化至体系透明；S4、降温至150℃,加入入偏苯三酸酐,升温到170-180℃并保温反应；S5、降温至120℃,加入有机硅氧烷,保温1小时；S6、添加环氧磷酸酯,然后保温2小时,S7、降温后得到合成树脂,最后将合成树脂与去离子水混合均匀,得到本发明所公布的水性自行车漆,具有良好的的耐水性、耐盐雾性,产品与底材的附着力优秀,配漆后VOC接近零,重涂性好,耐冲击性好。(The invention provides a preparation method of resin for water-based bicycle paint, which comprises the following steps: s1, preparing raw materials and mixing the raw materials, wherein the raw materials comprise terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, neopentyl glycol, organic bismuth and dibutyl hydroxy toluene; s2, introducing nitrogen, heating to 130 ℃, and preserving heat for one hour; s3, continuously heating to 210 ℃, maintaining for 5-8 hours, and carrying out heat preservation esterification until the system is transparent; s4, cooling to 150 ℃, adding trimellitic anhydride, heating to 170-180 ℃, and carrying out heat preservation reaction; s5, cooling to 120 ℃, adding organic siloxane, and keeping the temperature for 1 hour; s6, adding epoxy phosphate, then preserving heat for 2 hours, S7, cooling to obtain synthetic resin, and finally uniformly mixing the synthetic resin and deionized water to obtain the water-based bicycle paint disclosed by the invention, wherein the water-based bicycle paint has good water resistance and salt spray resistance, the adhesion between the product and a substrate is excellent, the VOC after paint preparation is close to zero, the recoatability is good, and the impact resistance is good.)
技术领域
本发明属于有机高分子合成技术领域，具体涉及一种用于水性自行车漆的树脂及其制备方法与应用。
背景技术
自行车漆是用于自行车涂装的涂料，目前在自行车行业国内普遍采用油性车漆。
油性车漆的使用会导致大量的有机挥发性化合物的排放，不仅破坏环境，危害人们身体健康，同时也浪费资源和能源。
出于节能环保的考虑，开发自行车用水性车漆以替换油性车漆势在必行，现有的水性产品存在干燥速度慢、柔韧性不够(无法通过落球实验)、无法重涂等问题，一直无法大批量使用。
为此开发一种符合环保要求，既能满足自行车涂装工艺要求，同时具有优异的柔韧性、防腐蚀性和重涂性等性能的水性自行车漆，以满足自行车行业日益发展的需求显得尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有自行车漆的不足，提供既能满足自行车涂装工艺要求，同时具有优异的柔韧性、防腐蚀性和重涂性等性能的水性自行车漆。
本发明的技术方案如下所述。
一种用于水性自行车漆的树脂的制备方法,包括以下步骤：
S1、准备原料并将原料混合；
S2、通入氮气，升温到120-140℃，保温0.5-1.5小时；
S3、继续升温至200-220℃，维持5-8小时，保温酯化至体系透明；
S4、降温至140-160℃，加入入偏苯三酸酐，升温到170-180℃并保温反应；
S5、降温至115-125℃，加入有机硅氧烷，保温0.5-1.5小时；
S6、添加环氧磷酸酯，然后保温1.5-2.5小时；
S7、降温，得到产品，
原料包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、新戊二醇、催化剂以及抗氧剂。
作为优选，所述S3中酯化反应的反应终点为酸值稳定在6.0-7.0。
作为优选，所述S4中保温反应的时间为2-3小时。
作为优选，所述S5中的有机硅氧烷为环氧硅烷(KH560)、氨基硅烷(KH550)或是二者的混合物。
作为优选，所述环氧硅烷与氨基硅烷的混合比例为1：10至10:1。
作为优选，所述催化剂为有机铋或有机锡。
作为优选，所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯。
作为优选，所述环氧磷酸酯的添加量为原料总重量的8-10％。
本发明还公布了一种水性自行车漆，由合成树脂与水混合而成，所述合成树脂与水的混合比例为1：1至1:10。
作为优选，所述水为去离子水，所述去离子水的电导率≤18μS/cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过选用柔性材料己二酸、对原料配方以及生产工艺进行调整，通过原料的调整以及反应时间和反应条件的调整，有效控制了合成树脂的分子成份和分子结构，更重要的是引入了有机硅氧烷和磷酸酯类基团，有效地增加了合成树脂的交联密度，使产品兼具柔性和韧性，同时具有较好的耐水性、耐盐雾性，产品与底材的附着力优秀，配漆后易挥发的有机物质(VOC)接近零，重涂性好，耐冲击性好，产品完全能够替代同类油性产品，解决了行业难题。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种用于水性自行车漆的树脂的制备方法，包括如下步骤：
S1、向反应釜中加入入原料，原料包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、新戊二醇、有机铋以及二丁基羟基甲苯；
S2、通入氮气，将反应釜内温度提升到130℃，保温一小时；
S3、继续升温至210℃，维持6.5小时，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；
S4、降温至150℃，加入入偏苯三酸酐，升温到175℃并保温反应2.5小时；
S5、降温至120℃，加入有机硅氧烷，有机硅氧烷为环氧硅烷(KH560)与氨基硅烷(KH550)的混合物，保温1小时；
S6、以滴加的方式添加环氧磷酸酯，在一小时内完成环氧磷酸酯的添加，然后保温2小时
S7、降温，得到产品。
为了使本发明的目的及优点更加简洁明了，本发明将用以下具体实施例进行阐明，但本发明绝非仅限于这些实施例。以下实施例仅为本发明较优选的实施例，且仅用于阐述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的实质和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
实施例1
加入对苯二甲酸200千克、间苯二甲酸200千克、己二酸100千克、新戊二醇550千克、有机铋1千克、二丁基羟基甲苯2千克入反应釜，随后通氮气，升温到130℃，保温1小时，然后8小时升温到210℃，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；之后降温到150℃，加入偏苯三酸酐30千克，升温到175℃保温反应2.5小时；然后降温到120℃，加入环氧硅烷(KH560)与氨基硅烷(KH550)的1:1混合物10千克，保温1小时，再滴入环氧磷酸酯88千克，1小时滴完，保温2小时，之后降温得到合成树脂，最后将合成树脂与去离子水混合均匀，得到本发明所公布的水性自行车漆。
实施例2
加入对苯二甲酸200千克、间苯二甲酸200千克、己二酸100千克、新戊二醇550千克、有机铋1千克、二丁基羟基甲苯2千克入反应釜，随后通氮气，升温到130℃，保温1小时，然后8小时升温到210℃，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；之后降温到150℃，加入偏苯三酸酐30千克，升温到175℃保温反应2.5小时；然后降温到120℃，加入环氧硅烷(KH560)与氨基硅烷(KH550)的1:1混合物10千克，保温1小时，再滴入环氧磷酸酯108千克，1小时滴完，保温2小时，之后降温得到合成树脂，最后将合成树脂与去离子水混合均匀，得到本发明所公布的水性自行车漆。
实施例3
加入对苯二甲酸200千克、间苯二甲酸200千克、己二酸100千克、新戊二醇550千克、有机铋1千克、二丁基羟基甲苯2千克入反应釜，随后通氮气，升温到130℃，保温1小时，然后8小时升温到210℃，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；之后降温到150℃，加入偏苯三酸酐30千克，升温到175℃保温反应2.5小时；然后降温到120℃，加入环氧硅烷(KH560)与氨基硅烷(KH550)的1:0.5混合物10千克，保温1小时，再滴入环氧磷酸酯108千克，1小时滴完，保温2小时，之后降温得到合成树脂，最后将合成树脂与去离子水混合均匀，得到本发明所公布的水性自行车漆。
实施例4
加入对苯二甲酸200千克、间苯二甲酸200千克、己二酸100千克、新戊二醇550千克、有机铋1千克、二丁基羟基甲苯2千克入反应釜，随后通氮气，升温到130℃，保温1小时，然后8小时升温到210℃，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；之后降温到150℃，加入偏苯三酸酐30千克，升温到175℃保温反应2.5小时；然后降温到120℃，加入环氧硅烷(KH560)10千克，保温1小时，再滴入环氧磷酸酯88千克，1小时滴完，保温2小时，之后降温得到合成树脂，最后将合成树脂与去离子水混合均匀，得到本发明所公布的水性自行车漆。
实施例5
加入对苯二甲酸200千克、间苯二甲酸200千克、己二酸100千克、新戊二醇550千克、有机铋1千克、二丁基羟基甲苯2千克入反应釜，随后通氮气，升温到130℃，保温1小时，然后8小时升温到210℃，保温酯化至酸值稳定在6.5，体系透明；之后降温到150℃，加入偏苯三酸酐30千克，升温到175℃保温反应2.5小时；然后降温到120℃，加入环氧硅烷(KH560)10千克，保温1小时，再滴入环氧磷酸酯1千克，1小时滴完，保温2小时，之后降温得到合成树脂，最后将合成树脂与去离子水混合均匀，得到本发明所公布的水性自行车漆。
性能测试实施例
将上述实施例所得到的水性自行车漆与市售的油性自行车漆分别进行重涂性测试、耐盐雾性测试、1.7米落球实验以及附着力测试(按GB9286，划格法)，得到以下数据表：
实施例性能比较表
油性自行车漆购自江门市制漆厂有限公司，从上表可以看出，本发明的水性自行车漆在重涂性以及耐盐雾性上均不输油性自行车漆，附着力上更是优于市售的油性自行车漆，虽然部分实施例的产品柔韧性较差(不能通过1.7米落球实验)，但实施例2与实施例5的性能均优于同类油性产品，考虑到成本因素，优选实施例2为最佳实施例。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
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