[发明专利]超支化醇酸乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及涂料领域，具体地涉及超支化醇酸乳液及其制备方法。

背景技术

水性醇酸树脂漆具有高光泽、高丰满度、附着力强、易施工等优点，但是由于醇酸树脂属于自干体系，树脂中双键与氧发生交联反应后形成涂膜。但是此过程缓慢，造成漆膜完全干燥时间较长，大大影响生产效率延误工期进度。通过增加水性醇酸树脂的支化程度，可提高与异氰酸酯的反应速度，进而缩短漆膜干燥时间。

在利用脂肪酸法制备醇酸乳液的过程中，传统上包括将脂肪酸与多元醇单体同时进行酯化反应的步骤。例如，在中国专利申请公布CN105348498A中公开了将亚麻油酸与多元醇单体(例如季戊四醇、三羟甲基丙烷或丙三醇)加入反应釜中进行酯化的步骤。再例如，在中国专利申请公布CN103992468A中类似地公开了将油酸与作为多元醇单体的季戊四醇投入反应釜进行反应的步骤。

然而，此类传统方法中使用的多元醇单体需要控制羟基数量为4以下。如果使用具有过高羟基数的多元醇单体，则会引起例如不利于醇酸树脂乳液的合成。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的发明人在深入研究后发现，通过控制反应过程，可制备得到超支化水性醇酸树脂，其可提高与异氰酸酯的反应速度，进而缩短漆膜干燥时间。基于此完成了本发明。

具体地，本发明包括以下内容。

本发明的一方面，提供超支化醇酸乳液的制备方法，其包括：

a)使多季戊四醇与第一水性单体在第一催化剂存在下进行反应得到所述聚酯多元醇的步骤；

b)使所述聚酯多元醇与脂肪酸在第二水性单体的存在下进行反应得到超支化醇酸乳液的步骤；

其中基于a)步骤中原料的总重量，所述第一水性单体的量为50％-60％；基于b)步骤中原料的总重量，所述聚酯多元醇的量为30％-40％，所述第二水性单体的量为2％-10％。

在某些实施方案中，第一水性单体为二羟甲基丙酸。在某些实施方案中，第二水性单体为间苯二甲酸-5-磺酸钠。

在某些实施方案中，第一催化剂为对甲苯磺酸。在某些实施方案中，b)步骤进一步包括添加第二催化剂的步骤。在某些实施方案中，第二催化剂为有机锡，优选例如二月硅酸二丁基锡、二正丁基氧化锡等。

在某些实施方案中，脂肪酸选自亚麻子油(亚麻籽油)、桐油、罂粟子油、紫苏子油、核桃油、椰子油、棕榈油、棉子油、麦芽油、豆油、橄榄油、玉米油、葵花油、红花油、大麻油、芥花油、花生油、沙丁鱼油或它们的组合。在某些实施方案中，b)步骤进一步包括添加多元酸的步骤。在某些实施方案中，多元酸包括选自邻苯二甲酸酐(PA)、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(TPA)、顺丁烯二酸酐(MA)、己二酸(AA)、癸二酸(SE)、偏苯三酸酐(TMA)中的至少一种。在某些实施方案中，多元酸为间苯二甲酸和己二酸。

本发明的另一方面，提供超支化醇酸乳液，其由本发明的方法制备获得。

通过本发明的方法可以制备得到溶剂释放较快，刚性较强，支化度高，可与异氰酸酯反应，生成聚氨酯结构。既能自干也可以低温烘烤，不仅使干燥时间大大缩短，并对漆膜物理性能和化学性能均有较大的提升。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。