[发明专利]一种环氧改性醇酸树脂及其高硬度快速反应型涂料

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂涂料领域，特别涉及一种环氧改性醇酸树脂及其高硬度快速反应型涂料。

背景技术

木材家具通过不同工艺的表面涂装，可以起到保护家具的作用，使疏松的底材更加结实，让家具具有良好的耐水、耐磨、耐腐蚀等性能。对木材进行涂装，达到理想的涂装目的并不是容易的事情，主要有几个重要的原因：（1）木质的密度不均匀性及多孔性，要求涂料有良好的附着力。（2）加工环境与使用环境的复杂多变性，要求涂料具有硬度高，耐磨性好，保证漆膜的持久性。（3）相对于特种涂料而言，由于需要在极端条件下使用，所以要求涂料具有耐高温，耐化学腐蚀性，硬度高等特点。涂料在使用过程中经常会遇到，由于涂层硬度不高引起不耐磨、不耐刮伤的问题，针对这一问题，通常采用的办法是进行树脂改性或加入硬性填料。但仅靠使用硬质粉体增加涂层的耐磨性和硬度是远远不够的，而且使用硬质粉体在提高硬度的同时，涂层的柔韧性会显著下降，涂层的脆性增大，当受到外力作用时，非常容易被破坏。所以通过树脂改性提高硬度成为必然。

环氧树脂分子链上含有羧基、羟基、环氧基等基团，因此具有优良的机械性能和理化性能。环氧树脂涂料在干燥过程中通过交联而成为网状结构的大分子，固化后的漆膜具有优良的耐腐蚀性、硬度高、耐磨性和附着力好的特点。缺点是只通过单纯的环氧树脂固化，漆膜丰满度差、易粉化。醇酸树脂综合性能适中，制备的涂料具有优良的柔韧性和自干性。通过环氧改性自干性醇酸树脂，既保持了醇酸树脂的自干性和柔韧性，又具有环氧树脂的优良的耐腐蚀性和高硬度。现有技术中针对环氧树脂与醇酸树脂改性涂料进行了较多的研究，通常环氧改性醇酸树脂都是利用环氧树脂取代部分多元醇，在聚合反应中直接将环氧树脂引入醇酸树脂聚合物中，而后在聚合后期逐渐加入多元酸以防止反应凝胶。用该法合成环氧改性醇酸树脂时由于是一步反应，环氧所占的比例通常较小，因为如果环氧所占的比例高了的话会很容易在反应过程中出现凝胶，所以低环氧含量往往导致低硬度。另外有研究称可以先通过环氧树脂与脂肪酸反应合成环氧酯，然后环氧酯再与醇酸树脂进行酯交换。用该法合成改性树脂时，酯交换极难反应完全，而且酯交换产生的副产物会对环境造成危害，对生产厂家造成浪费，且存在干速慢和不耐磨的问题。

因此，寻求一种工艺简单，同时产品又具备硬度高、耐磨性好、干燥快的改性醇酸树脂的生产方法，具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种环氧改性醇酸树脂。

本发明另一目的在于提供一种上述环氧改性醇酸树脂的制备方法。

本发明再一目的在于提供一种基于上述环氧改性醇酸树脂制备得到的高硬度快速反应型涂料。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种环氧改性醇酸树脂，由以下方法制备得到：

（1）将多元醇与多元酸混合，加入二甲苯后，加热反应1～2h后，升温反应至完全，得到醇酸树脂；

（2）把环氧树脂、醇酸树脂和催化剂混合，加热反应2～4h，过滤出料，得到环氧改性醇酸树脂。

所述的多元醇指甘油、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、蓖麻油、亚麻油、桐油和豆油中的至少一种。

所述的多元酸指己二酸、葵二酸、苯酐、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢苯酐和偏苯三酸酐中的至少一种。

步骤（1）中所用多元醇和多元酸的质量比为1:1.2～1:2.3。通过调节多元醇和多元酸的质量比，控制醇酸树脂的分子量以及树脂的酸值。

所用二甲苯的量为每100质量份多元醇使用16～20质量份。

步骤（1）中所述的加热指加热至120～130℃。

步骤（1）中所述的升温反应至完全指加热到160～180℃，恒温反应至酸值≦100mgKOH/g。

所述的反应至完全后通过抽真空除去二甲苯。

步骤（2）中所用环氧树脂和醇酸树脂的质量比为1:4～1:7。环氧树脂所占的比例太低会使改性树脂的硬度受影响，环氧树脂所占的比例太高，在环氧改性醇酸树脂的过程中又容易出现凝胶。

所述的环氧树脂指双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。

所述的催化剂指三苯基磷、四丁基鏻乙酸盐、乙酰丙酮铬、三乙醇胺、苄基二甲胺和苄基三苯基鏻氯化物中的至少一种。