[发明专利]一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法及其涂料

说明书

本发明涉及一种含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料。所述树脂具有醇酸树脂的主体结构，并且具有能够后交联的羰基基团。其中含羰基基团的乙酰C1‑C8羧酸质量占固体树脂的0.3wt％‑2wt％。在合成醇酸树脂的酯化过程中，通过含羰基的羧酸在醇酸树脂中引入可后交联的羰基基团。用该含有羰基基团的醇酸树脂配制涂料，加入酰肼类化合物发生交联反应，制得的漆膜在保持醇酸树脂漆膜丰满、高光泽等优点的基础上，进一步提升了漆膜的耐性和干燥性能。

技术领域

本发明涉及一种含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料，属于涂料技术领域。

背景技术

传统的溶剂型醇酸树脂虽然具有优良的综合性能，但其含量过高，这些易挥发的有机化合物在施工及干燥的过程中最终全部排入大气中，不仅污染了环境，而且增加了对不可再生的石油化工资源的消耗。由于水具有无毒、不燃、廉价、可再生等优点，用水来代替有机溶剂不仅可以降低有机溶剂的排放，降低成本，而且提高了生产及施工人员的安全性。随着人类环保意识的增强，大量的研究者将重点转移到环境友好型的水性醇酸树脂上。

水性醇酸树脂以水为溶剂，可显著降低VOC的排放，减少对环境的污染和人体的危害，且具有兼容性、保光性和易清洗等优点。但大多数水性醇酸树脂涂料本身存在着许多性能上的缺陷。由于引入了亲水基团，其耐水性比传统溶剂型醇酸树脂略差。而水性醇酸树脂涂料由于以水为溶剂，水的挥发速度较慢、表面张力高以及干燥过程更易受到湿度等影响，同时还存在催干剂自身可能水解、胺中和剂与催干剂可能发生络合失活等不利因素，因此一般的水性醇酸树脂存在干燥性能较差。水性醇酸树脂通常难以达到或者超过溶剂型树脂具有的技术性指标。

目前，国内外水性改性醇酸树脂主要有以下几种方法:聚氨酯改性、丙烯酸改性、环氧树脂改性、有机硅改性等。例如伊斯曼化学公司在专利CN1365368中介绍了一种在水中的丙烯酸类改性的水性醇酸树脂或氨基甲酸酯改性醇酸树脂分散体的乳液。专利CN101838389A介绍了一种环氧改性水性醇酸树脂及其制备方法。专利CN108059908A介绍了一种丙烯酸改性水性醇酸树脂漆及其制备方法。专利CN107778489A介绍了一种一种有机硅改性水性醇酸树脂及制备方法。这些专利主要通过与其他树脂进行共聚或者接枝进行改性来提高水性醇酸树脂的干燥性和耐腐蚀性。而通过引入后交联的基团来提高水性醇酸树脂的干燥性和耐腐蚀性的相关报道还很少，仅有文献《双重交联型丙烯酸树脂改性水性醇酸树脂的合成研究》等零散报道。

发明内容

本发明的目的在提供一种综合性能优异、干燥速率快的含羰基基团的水性醇酸树脂及其涂料。该树脂可广泛用于水性金属涂料、轻防腐涂料、水性木器涂料、建筑涂料，其应用潜力非常巨大。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案如下：

一种含羰基基团的水性醇酸树脂的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将植物油脂肪酸、多元醇、一元酸、含羰基的羧酸以及多元酸，通入惰性气体除去酯化水分，在180℃保温下进行低温酯化1h，然后升温至240℃进行高温酯化至酸值小于10mg KOH/g，得基础醇酸树脂聚合物；

S2、将经步骤S1制备的基础醇酸树脂聚合物降温至170℃保温，加入水性单体反应至酸值35-50mg KOH/g；

S3、向经步骤S2制备的醇酸树脂中加入乙二醇单丁醚兑稀，降温至70℃以下，搅拌下加入醇酸树脂酸值100％的中和剂，搅拌30min-1h混合均匀。加完后，降至室温，过滤，包装。

优选地，步骤S1所述各物料投料重量比为植物油脂肪酸∶多元醇∶多元酸∶一元酸∶含羰基的羧酸＝30-60％∶10-30％∶10-40％∶5-15％∶0.3％-2％；步骤S2所述各物料投料重量比为基础醇酸树脂聚合物∶水性单体＝80-95％∶5-20％；步骤S3所述各物料投料重量比为含羰基的醇酸树脂∶中和剂∶乙二醇单丁醚＝65-70％∶5-10％∶20-30％。