[发明专利]阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体及其制备方法和应用。

背景技术

双组分聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、附着力强、耐磨性好以及耐化学品、耐候性好等优越性能，广泛应用于木器家具、汽车涂饰和建筑等方面。随着人们环保意识的提高和环保法规的健全，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物(VOC)的排放量愈来愈受到严格限制。水性涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境和节省能源等优点。双组分水性聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相结合，已成为国内外涂料研究的热点。双组分水性聚氨酯涂料是由含-OH基团的水性多元醇组分与含-NCO基团的低黏度多异氰酸酯组分组成，其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定。目前用于双组分水性聚氨酯体系的羟基组分一般为聚酯多元醇、丙烯酸酯多元醇和聚氨酯多元醇等，国内外研究较多。美国专利US5387642报道了在水性聚氨酯分散体的合成工艺中，采用过量的羟基单体即可获得羟基聚氨酯多元醇分散体，但羟基的官能度较低。世界专利WO99/60046报道了由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、三羟甲基丙烷、1，4-环己基二甲酸、1，4-环己基二甲醇与偏苯三酸酐缩合，再以二甲基乙醇胺中和制备双组分水性聚氨酯用耐水解聚酯多元醇的方法。通过将丙烯酸聚合物接枝到聚酯的分子链上，制备聚酯-丙烯酸复合多元醇分散体，提高了聚酯链的耐水解性。Bayer公司专利US5336711采用邻苯二甲酸(酐)、三羟甲基丙烷、马来酸酐、己二醇及新戊四醇等缩合制备含不饱和基团的聚酯多元醇，再在聚酯多元醇中添加甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯，自由基引发合成聚酯-丙烯酸酯复合多元醇，二甲基乙醇胺中和，分散于水中获得羟值130mg/g、酸值26mg/g的聚合物多元醇水分散体。

随着石油资源的日趋短缺和环境问题的日益突出，以生物质可再生资源制备环境友好型高分子材料越来越受到人们的重视。萜烯-马来酐缩水甘油酯型环氧树脂(TME)(CN1034211)及氢化萜烯-马来酐缩水甘油酯型环氧树脂(HTME)(CN101054437A)是分别以天然松节油或合成樟脑的副产物双戊烯与马来酸酐的加成物萜烯马来酐(TMA)及其氢化产物氢化萜烯马来酸酐(HTMA)为原料合成的萜烯基环氧树脂，是天然可再生资源的化学深加工产物，其化学结构中都包含桥环结构，具有优异的机械力学性能和耐热、耐化学性能。本专利申请人在合成了上述萜烯基环氧树脂的基础上，制备了非离子型萜烯基环氧树脂多元醇(CN101914194A)和阳离子型萜烯基环氧树脂多元醇水分散体(CN101701059A)，并报道了它们作为水性羟基组分与聚异氰酸酯交联制备双组分水性聚氨酯的用途。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体及其制备方法和用途。该方法利用天然可再生资源萜烯制备的自乳化阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体与亲水改性的聚二异氰酸酯反应形成的聚氨酯聚合物性能优良。

本发明的技术方案为：一种阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体，以萜烯基环氧树脂与对氨基苯甲酸在有机溶剂中反应，制得的产物用碱中和后直接分散在水中，得到稳定的透明或半透明的自乳化阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体，自乳化阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺的羟值130～160mg/g、胺值70～140mg/g，水分散体的Z均粒径大小20～80nm、黏度100～1000mPa·s(25℃，30％固含量)；所述的萜烯基环氧树脂为萜烯马来酸酐缩水甘油酯型环氧树脂或氢化萜烯马来酸酐缩水甘油酯型环氧树脂，环氧值0.32～0.39mol/100g。

制备所述的阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体的方法，所述的阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺是以萜烯基环氧树脂与对氨基苯甲酸在有机溶剂中反应，再用碱中和后直接分散在水中得到稳定的透明或半透明的自乳化阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺水分散体，所述的萜烯基环氧树脂为萜烯马来酸酐缩水甘油酯型环氧树脂或氢化萜烯马来酸酐缩水甘油酯型环氧树脂，环氧值0.32～0.39mol/100g；

所述的阴离子型萜烯基环氧树脂多元醇胺的制备过程为：

对氨基苯甲酸的用量为萜烯基环氧树脂质量的30～50％。

所述的有机溶剂为丙酮或丁酮。

反应温度为60～100℃，反应时间为3～10h。

中和是使用三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的任意一种碱性物质。