[发明专利]多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂及其制备方法与应用；制备时，将1‑4份二元醇以及与二元醇等份量的己内酯均匀混合于反应釜中，加入开环催化剂于100‑130℃反应至红外特征峰消失，体系固含量＞99％时反应到达终点，加入一元伯醇，滴加多元环氧化合物，在阳离子开环催化剂作用下反应，至环氧值达到理论值时结束反应，降温出料。本发明树脂具有合成工艺简单、固含高、粘度低、适用期长等优点，固含高达100％，黏度低至1000‑5000mpa.s，适用期长达4‑8h，能与异氰酸酯固化剂进行交联固化，制备高固含量涂料，其施工粘度下VOC含量小于340g/L。

技术领域

本发明涉及一种低粘度羟基树脂，特别涉及一种多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂及其制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯树脂是指分子链中含有氨基甲酸酯、脲、脲基甲酸酯等基团的高分子树脂，聚氨酯涂料因具有优异的物理和化学性能-光泽度高、柔韧性好、UV稳定性好、耐化学品性强等，而被广泛用于木材、塑料、汽车、航天、油墨等领域。然而，目前市场上的产品大多数都属于传统的溶剂型聚氨酯涂料，随着各国环保法规的确立及人们环保意识的增强，降低VOC排放量迫在眉睫，这大大促进了高固含量聚氨酯涂料的发展。制备低粘度树脂是成功制备高固含量聚氨酯涂料的基础。在满足低粘度方面，星形聚合物具有天然优势，这是由于在溶液中其分子结构近似是球形，分子内和分子间几乎没有链缠绕。相对于相同分子量的线性高分子，星形聚合物具有粘度更低、聚合单元密度更高，并且具有大量的反应型端基的优点。因此对星形聚酯的研究已成为开发高固体含量聚氨酯涂料的一个重要的切入点。

中国发明专利CN102942664A公开了采用端羟基小分子多元醇作为起始剂，以二异氰酸酯和二烷醇胺为原料通过分步加料的方法合成了一系列端羟基一代超支化聚氨酯，其结构与星形聚酯类似，该产物纯度较高、分子规整有序，合成工艺易控，但其过程中有仲胺生成，与固化剂制备涂料时，因仲胺的高反应活性，双组份涂料的适用期将会大大缩短。

中国发明专利CN101583650A公开了一种利用多元羧酸及其衍生物与多元醇反应合成超支化聚酯，但其合成的超支化聚酯常温下粘度极高，难以进行施工使用，且其合成过程不易控制，容易发生凝胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种羟值为250-350mgKOH/g(100％固含)，其25℃、100％固体质量含量时黏度为1000-5000mPa·s的多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂及其制备方法。

本发明另一个目的是提供多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂在双组份聚氨酯木器涂料中的应用，包含所制备的多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂的双组份聚氨酯涂料适用期长、相容性好，涂膜具有机械硬度高、抗冲击性好、粘附性、耐化学品性优异的特点。

本发明以二醇、己内酯、一元伯醇及多元环氧化合物为原料制备的多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂及其合成方法，其原料来源广、合成工艺简单易控，反应温度低于130℃，无溶剂，具有绿色环保、安全等优点，所制得的星形羟基树脂具有固含量高、粘度低及产物颜色浅的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

多元环氧化合物为核的低粘度杂臂星形羟基树脂的制备方法，包括如下步骤：

1)星形羟基树脂的支链的制备：按摩尔分数计，将1-4份二元醇以及与二元醇等份量的己内酯均匀混合于反应釜中，加入开环催化剂，100-130℃，氮气保护下反应，通过红外光谱检测反应体系中己内酯的红外特征峰消失，检测反应体系固含量＞99％时反应到达终点，得到星形羟基树脂的支链；所述的开环催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、无水醋酸锌、异丙醇铝、钛酸四丁酯中的一种或多种混合物；