CN103421171B - 色浆通用型超支化树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色浆通用型超支化树脂，树脂的原料配方中含有以下组分，各组分的质量百分比分别为：甘油1～30％；三羟甲基丙烷1～20％；季戊四醇1～8％；新戊二醇2.0～10％；二羟甲基丙酸1～40％；苯酐2～20％和/或顺酐1～12％；月硅酸10～50％；苯甲酸1～10％；减色剂0.05～0.2％；抗氧剂0.05～0.2％；二甲苯1～10％；对稀溶剂5～40％。该树脂对颜料具有良好的分散稳定性，特别是对于较难分散的炭黑颜料，使用该树脂作为分散树脂时，只需加入大约5％的分散剂就能制备出性能非常稳定的色浆。使用该树脂作为色浆通用树脂可以大大降低色浆的成本，提高经济效益。

Description

色浆通用型超支化树脂及其制备方法

技术领域

本方法涉及合成树脂领域，具体涉及涂料用色浆通用树脂，尤其涉及一种色浆通用型超支化树脂及其制备方法。

背景技术

色浆通用树脂不但要具有良好的混容性，而且要求对颜料具有良好的分散稳定性。

色浆通用树脂一般包括醛酮树脂、丙烯酸树脂、聚酯和醇酸树脂，这些树脂虽然具有良好的混容性，但有的树脂分散稳定性较差，有的树脂制备的色浆会使漆膜的性能下降。如丙烯酸树脂基色浆会使面漆的流动性和润湿性，而醛酮树脂基色浆会使漆膜的柔韧性降低，聚酯和醇酸树脂基色浆存在干躁慢的缺陷。

色浆通用树脂由于具有良好的分散稳定性而广泛应用于色浆的制备，色浆可以用来制备色漆，提高漆膜的装饰效果。色漆的成本直接取决于通用树脂的分散性能，通用树脂的分散性能好，分散剂的用量少，色漆的成本就低，反之，色漆的成本高。因此从这个角度上来说，色漆的成本主要取决于通用树脂对颜料的分散性能。提高通用树脂对颜料的分散性能，减少分散剂的用量，降低色漆的生产成本势在必行。

降低色漆的生产成本方法很多，如降低通用用树脂的粘度提高通用树脂本身的分散性能，从而可以降低分散剂的用量。如在醇酸类通用树脂合成中减少苯酐的用量，可以明显降低树脂的粘度，减少苯酐的含量虽然可以降低粘度，但漆膜的硬度变软，从而使漆膜的性能下降，不能满足漆膜的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种色浆通用型超支化树脂及其制备方法。

本发明的另一个目的在于提供上述超支化分散树脂的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下程序来实现的：

一种对颜料具有高分散性能的超支化树脂及制备方法，其原料配方按质量百分比计算配比如下：甘油1～30％；三羟甲基丙烷1～20％；季戊四醇1～8％；新戊二醇2.0～10％；二羟甲基丙酸1～40％；苯酐2～20％和/或顺酐1～12％；月硅酸10～50％；苯甲酸1～10％；减色剂0.05～0.2％；抗氧剂0.05～0.2％；二甲苯1～10％；对稀溶剂5～40％。

上述原料均为市售产品，采用工业级就可以。

所述减色剂为次磷酸、亚磷酸或亚磷酸盐。如次磷酸钠，亚磷酸三苯酯，焦亚硫酸钠等。

所述抗氧剂为酚类化合物或酯类化合物。如对苯二酚，双十二碳醇酯、双十四碳醇酯。

在上述原料配方中，本发明人研究发现，在所采用的多元醇中，当其它条件一样时，以季戊四醇所制备的超支化树脂的粘度最高，以三羟基丙烷所制备的超支化树脂的粘度最低。为了获得适宜的粘度，可以单独采用一种多元醇，也可以采用多元醇的混合物。

在上述原料配方中，苯酐和顺酐是用来提高树脂的硬度，采用苯酐所制备的树脂比采用顺酐所制备的树脂要硬，因此可以根据漆膜的硬度要求来调节配方中苯酐和顺酐的用量。两种酸酐可以单独使用，也可以按照一定比例混合使用。

在上述原料配方中，二羟甲基丙酸作为扩链剂，也就是说它在树脂的结构中起到传种接代的作用，树脂中官能度的数量，树脂的支化度和树脂的分子量均由它来控制。配方中二羟甲基丙酸的用量通常是由酸酐和多元醇的用量来决定。

在上述原料配方中，本发明人研究发现，利用以上原料制备的超支化树脂如果官能度太高，也就是说端基官能团过多，树脂的粘度很高，不利于颜料的分散；树脂的官能度太低，也不利于颜料的分散。树脂的官能度数最好为3～5个。

在上述原料配方中，二甲苯的作用是作为酯化反应时的回流溶剂，并且在反应过程中带出反应体系中的小分子水，使得反应平稳并向所希望的方向进行。本发明人研究发现，在树脂的制备过程中，也可以不使用二甲苯作为回流溶剂脱水，而使用真空脱除反应过程中所产生的水。采用二甲苯作为脱水溶剂的优点是反应平稳，操作容易控制；缺点是树脂中残留有少量的二甲苯。

在上述原料配方中，所用的对稀溶剂的作用是用来降低整个树脂体系粘度，易施工，凡是在醇酸树脂制备时所用的对稀溶剂均可实现本发明，对稀溶剂通常是选用有机溶剂，如芳香烃类有机溶剂(如甲苯，二甲苯等)、脂类有机溶剂(如醋酸正丁酯，醋酸异丁酯)、醚酯类有机溶剂或酮类有机溶剂(如乙二醇丁醚醋酸酯，乙二醇单丁醚，异佛尔酮等)等。

当上述树脂作为色浆通用树脂使用时，需要加入一定的分散剂，润湿分散剂可使得树脂能够很好地与颜料或填料等混合分散。润湿分散剂可采用本领域技术人员进行涂料色浆制备时所常用的任何一种润湿分散剂，如BYK-103BYK163BYK110等。润湿分散剂的用量可视颜料的不同而不同，在色浆中，对一般的铁黄和钛白粉等易分散颜料，润湿分散剂的添加量为0～1％，而对于炭黑等特别难分散的颜料，润湿分散剂的添加量为1～5％。

本发明采用二羟甲基丙酸作为扩链剂来制备超支化树脂，该制备方法简单，且可以在现有的醇酸树脂装置使用。所制备的超支化树脂对颜料具有独特的分散性能，特别是对炭黑颜料，在不用分散剂或分散剂用量很少时，就可以制备出性能优异稳定的色浆。

与目前市面上的拜尔RD181树脂相比，本发明具有如下这些优异效果：

本发明开辟了在原有醇酸树脂生产设备上成功生产出性能优异的超支化树脂，该树脂不但具有很好的相容性，能够与醇酸树脂，硝基树脂和氨基树脂等相容，而且对颜料具有独特的分散性能。

当该树脂用于色浆通用树脂时，在分散剂的用量为2～5％时，就可以制备出分散稳定性良好的色浆。而用市面的分散树脂作为色浆通用树脂时，分散剂的添加量一般是10～40％。对比可以发现，超支化树脂所制备的色浆不但成本低，而且所制备的色浆无浮色分色的出现；色浆具有出色的混容性，可在不同的体系中使用；非常适用于电脑调色系统，可快速完成多色种、多批次、小批量的供货。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例的用于分散炭黑颜料的超支化树脂，其原料配方，按质量百分比计，由如下组分组成：

上述减色剂为次磷酸；上述抗氧剂为亚磷酸三苯酯；上述对稀溶剂为二甲苯；

其制备方法如下：

步骤1：将甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二甲苯、减色剂和抗氧剂投入到反应釜之后，同时向反应釜中通入氮气或氩气，并升温至80℃，开始搅拌，同时在120～160℃下反应脱水6小时左右；

步骤2：当步骤1降温至100℃以下，向反应釜中投入苯酐(顺酐)，月桂酸，苯甲酸和新戊二醇，升温至180～220℃回流酯化脱水，保温；

步骤3：保温1小时后开始抽样，至样品粘度和酸值合格，降温至80℃以下，加入对稀溶剂，对稀得到所需分散颜料用的超支化树脂溶液。

所制备的超支化树脂的性能测定结果如下：

表1超支化树脂的性能

超支化树脂作为色浆通用树脂的性能考察，色浆配方如下，表中的RD181树脂为拜耳公司的市面树脂。

表2色浆配方

超支化树脂与聚异氰酸酯清漆的配漆性能比较如下：聚异氰酸酯清漆是某公司的商用产品。

表3漆膜性能

+表示通过

通过上述实例的对比发现，当超支化树脂作为色浆通用树脂使用时，所制备的色浆既具有良好的分散稳定性，同时又具有很好的漆膜性能。较之市面上的通用树脂，它可以降低分散剂的用量，从而降低色浆的成本。说明本发明的超支化色浆通用树脂不但可以替代国外的通用树脂，同时可以降低色浆的成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种色浆通用型超支化树脂，其特性在于，树脂的原料配方中含有以下组分，各组分的质量百分比分别为：甘油2.53％；三羟甲基丙烷3.62％；季戊四醇3.18％；新戊二醇7.38％；二羟甲基丙酸15.29％；苯酐9.23％和/或顺酐6.24％；月桂酸14.34％；苯甲酸7.11％；减色剂0.15％；抗氧剂0.15％；二甲苯3.49％；兑稀溶剂27.29％；

所述色浆通用型超支化树脂的制备方法如下：

步骤1：将甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二甲苯、减色剂和抗氧剂投入到反应釜之后，同时向反应釜中通入氮气或氩气，并升温至80℃，开始搅拌，同时在120～160℃下反应脱水6小时；

步骤2：当步骤1降温至100℃以下，向反应釜中投入苯酐和/或顺酐，月桂酸，苯甲酸和新戊二醇，升温至180～220℃回流酯化脱水，保温；

步骤3：保温1小时后开始抽样，至样品粘度和酸值合格，降温至80℃以下，加入兑稀溶剂，兑稀得到所需分散颜料用的超支化树脂溶液。

2.根据权利要求1所述的色浆通用型超支化树脂，其特性在于，所述减色剂为次磷酸、亚磷酸或亚磷酸盐。

3.根据权利要求1所述的色浆通用型超支化树脂，其特性在于，所述抗氧剂为酚类化合物或酯类化合物。

4.根据权利要求1所述的色浆通用型超支化树脂，其特性在于，所述兑稀溶剂为芳香烃类有机溶剂或脂类有机溶剂或醚酯类有机溶剂或酮类有机溶剂。

5.一种权利要求1至4任一所述的色浆通用型超支化树脂的制备方法，其特性在于，其制备方法如下：

步骤1：将甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二甲苯、减色剂和抗氧剂投入到反应釜之后，同时向反应釜中通入氮气或氩气，并升温至80℃，开始搅拌，同时在120～160℃下反应脱水6小时；

步骤2：当步骤1降温至100℃以下，向反应釜中投入苯酐和/或顺酐，月桂酸，苯甲酸和新戊二醇，升温至180～220℃回流酯化脱水，保温；

步骤3：保温1小时后开始抽样，至样品粘度和酸值合格，降温至80℃以下，加入兑稀溶剂，兑稀得到所需分散颜料用的超支化树脂溶液。