一种低VOC哑光醇酸树脂及其合成方法技术领域
本发明涉及一种树脂及其合成方法，具体涉及一种低VOC哑光醇酸树脂及其合成
方法，属于高分子技术领域。
背景技术
随着人们物质文化生活水平的提高，消费者对家具的涂装效果要求亦越来越高，
继而推动国内木器涂料的快速发展。家具表面的涂装效果将直接影响消费者对家具的选
择，这对木器涂料提出更高的要求。
在木器涂料市场中，哑光木器涂料占据很大的市场份额。传统2KPU哑光面漆具有
消光好、手感好、丰满度好、硬度高等优异的综合性能，但其的喷涂施工的VOC基本都在
600g/L以上，与近年政府颁发的环保法规定的免税标准420g/L相差甚远。目前市场的销售
的高固低粘、哑光醇酸树脂制备的哑光2KPU涂料存在的漆膜干燥慢、附着力差、丰满度差、
活化期短、喷涂粘度高和透明度差等问题。因此喷涂VOC低于420g/L、漆膜综合性能好的木
器2KPU哑光涂料用树脂成为行业研究的热点。
针对醇酸树脂制备方法，已有不少专利对其进行产品开发。CN105254865A的发明
专利，涉及一种高固低粘2KPU哑光面漆用醇酸树脂的制备方法。它合成适当控制反应程度，
使用高比例的脂肪酸，合成的树脂的固含量更高，粘度更低，该树脂制备的涂料与传统的树
脂制备的涂料相比理化指标基本相当，且喷涂时VOC能达到420g/L的国家免税标；
CN102702493A的发明专利，涉及一种哑光木器用醇酸树脂制备方法。它先将全部的多元醇、
部分的多元酸一起反应至低酸值，制备高分子量链状成分，然后加入其余的多元酸再反应。
制备的树脂具有更好的漆膜干燥率及耐碱性，制备的涂料在消光性能得到改善。
从目前的公开产品信息的及市场上销售的2KPU哑光醇酸树脂，均无法达到喷涂
VOC小于420g/L，同时具有涂料消光优异、理化性能俱佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种低VOC哑光醇酸树脂及其合成方法，通过接枝，冷拼等合
成工艺，引入改性环氧缩水甘油醚及其改性物后，极大降低树脂的粘度，有效提高树脂配制
成涂料的施工粘度。
为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下：
一种低VOC哑光醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：
上述的脂肪酸为棕榈油酸、大豆油酸、妥尔油酸、椰子油、亚麻油、脱水蓖麻油、油
酸、肉豆蔻脑酸、苯甲酸、辛酸、壬酸、月桂酸、癸酸中一种或其混合物。
上述的多元酸A为均苯三甲酸、偏苯三甲酸、偏苯三酸酐、苯酐、对苯二甲酸、四氢
苯酐、甲基四氢苯酐、顺丁烯二酸酐、己二酸、壬二酸的一种或其混合物。
上述的多元醇主要为乙二醇、1，6己二醇、1，7庚二醇、1，8辛二醇、2，7辛二醇、1，9
壬二醇、2，8壬二醇、1，10癸二醇、2，9癸二醇、1，11十一烷二醇，1，12十二烷二醇、2，11十二
烷二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、山梨醇、二乙二醇、二缩三乙二醇、丙二醇、新戊二
醇的中一种或其混合物。
上述的减色抗氧剂为次磷酸。
上述的回流溶剂为甲苯或二甲苯。
上述的多元酸B为均苯三甲酸、偏苯三甲酸、偏苯三酸酐、苯酐、对苯二甲酸、四氢
苯酐、甲基四氢苯酐、顺丁烯二酸酐、己二酸、壬二酸的一种或其混合物。
上述的环氧缩水甘油醚为烯丙基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油
醚、辛基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水
甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、C12-C14烷基缩水甘油醚、C12烷基缩水甘油醚、C8-C10
烷基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、三乙
二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇缩水甘油醚、1，2-环己二醇二缩水
甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、丙三醇
三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中一种或其混合物。
上述的反应稀释剂为聚天冬氨酸酯、螺环原内酯、噁唑烷类、环胺内酯的一种或其
混合物。
A天冬氨酸酯
说明：
1)R0所代表的化学基团在100℃及以下，不与异氰酸酯发生反应。优先可以从以下
化学结构中去除相应的胺基后获取：乙二胺、1，4丁二胺、1，6己二胺、2，2，4-三甲基-1，6己
二胺、2，4，4-三甲基1，6己二胺、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨甲基-环己烷、4，4’-二氨基二
环己基甲烷、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二环己基甲烷。
2)R1、R2、R3、R4可以选者相同的化学基团，也选可各自不同的化学基团。这些化学
基团均在100℃及以下，不与异氰酸酯发生反应。R1、R2优先选者甲基、乙基等。R3与R4优先
选择H。
3)n为大于或等于2的整数。
B螺环原内酯
说明：
1)R1，R2可以选择相同或不同的化学基团，可选择的化学基团范围：氢、直链烷基、
支链烷基、环状烷基、直链芳基、支链芳基。R1、R2可以优先选择以下基团：氢基、苯基、苄基、
C1-C12的直链烃，C1-C12的支链烃、酯基、碳酸酯、氨基甲酸酯等基团。
2)R1、R2等化学基团均在100℃及以下，不与异氰酸酯发生反应。
C噁唑烷类
说明：
1)x，y、z可独自选取0到10的整数，x、y不同时为0。n可以选取整数2或3。m、p可以独
自选取整数1或2。
2)R1、R2、R3、R4、R5、R6可以选择相同或不同的化学基团，可选择的化学基团范围：
氢、直链烷基、支链烷基、环状烷基、直链芳基、支链芳基。R7可选单一的或多个脂肪烷基、芳
香基、环状烷基且这些基团中包含氧、氮、硫、硅等原子。当x、y中选择0时，R7也可以选择H。
D环胺内酯
本发明的另一个目的是提供一种低VOC哑光醇酸树脂合成方法，包括以下步骤：
(1)接枝法
1)混合：在室温下，将脂肪酸10-20份、多元酸A 10-20份、多元醇10-30份、减色抗
氧剂0.1-0.3份、回流溶剂3-5份按照顺序加入反应器中，搅拌0.5-1小时，接着用2-5小时升
温到200-240℃，保温反应3-6h；
2)加料：降温至80-120℃，将多元酸B 2-10份、缩水甘油醚类15-25份依次加入反
应器中，搅拌0.5-1小时，接着1-3小时升温到120-190℃，保温5-7小时；
3)测量反应体系的粘度和酸价：保温过程中，测量反应体系的粘度和酸价，直至酸
价小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃；
4)再加料：降温至50-80℃，加入反应稀释剂5-15份、兑稀溶剂5-15份，搅拌均匀，
过滤；
6)出料包装。
(2)冷拼法
1)混合：在室温下，将脂肪酸10-20份、多元酸A 10-20份、多元醇10-30份、减色抗
氧剂0.1-0.3份、回流溶剂3-5份按照顺序加入反应器中，搅拌0.5-1小时，接着用2-5小时升
温到200-240℃，保温反应3-6h；
2)出料树脂1：降温至室温，出料得树脂1；
3)混合：在室温下将多元酸B 2-10份、缩水甘油醚类15-25份依次加入反应器中，
搅拌0.5-1小时，接着1-3小时升温到120-190℃，保温5-7小时；
4)出料树脂2：降温至室温，出料得树脂2；
5)冷拼混合：将上述树脂1与树脂2，按照相应的比例冷拼混合，并控制体系的粘度
和酸价，酸价为小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃；
6)再加料：加入稀释剂5-15份、兑稀溶剂5-15份，搅拌均匀，过滤；
7)出料包装。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的低VOC哑光醇酸树脂，不但保持了传统的PU哑光面漆消光好、手
感好、硬度高、丰满度好、流平性好、附着力佳等综合性能，同时克服了目前市场上高固低粘
树脂制备2KPU用木器涂料，喷涂易发花、易发皱、pot-life短、干燥速度慢等缺点，Pot-life
佳、喷涂施工固体份含量高、消光效果突出。
(2)本发明提供的合成工艺，引入改性环氧缩水甘油醚及其改性物后，极大降低树
脂的粘度，有效提高树脂配制成涂料的施工粘度。在此基础上，加入反应型稀释剂，进一步
优化该涂料的施工状况。
(3)产品喷涂时VOC低于420高/L的国家免税标准等优势。因此在日益严峻的环保
问题及高压环保政策下，具有很大市场前景及应用价值。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限
制本发明的范围。
实施例1
一种低VOC哑光醇酸树脂，由以下重量份的组分制成：
接枝合成法，包括以下步骤：
(1)混合：在室温下，将大豆油酸、脱水蓖麻油、壬酸、苯甲酸、十二烷二醇、季戊四
醇、乙二醇、次磷酸、二甲苯回流溶剂、对苯二甲酸、苯酐、己二酸按照顺序加入反应器中，搅
拌0.5-1小时，接着用3小时升温到200℃，保温反应5h；
(2)加料：降温至90℃，将四氢苯酐、顺丁烯二酸酐、苯二酸、C12烷基缩水甘油醚、
苄基缩水甘油醚依次加入反应器中，搅拌1小时，接着2小时升温到135℃，保温5小时；
(3)测量反应体系的粘度和酸价：保温过程中，开始测量反应体系的粘度和酸价，
直至酸价小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃,开始降温，降温至50-80℃；
(4)再加料：加入螺环原内酯、噁唑烷、天冬氨酸酯等反应稀释剂、醋酸丁酯，搅拌
均匀，过滤；
(5)出料包装。
经测试其物化性能如下：
外观：澄清透明
色数：<3
粘度：K-S
固体含量：90±2％。
实施例2
一种低VOC哑光醇酸树脂，原料由以下重量份的组分组成：
冷拼合成方法，包括以下步骤：
(1)混合：在室温下，将大豆油酸、脱水蓖麻油、壬酸、苯甲酸、十二烷二醇、季戊四
醇、乙二醇、次磷酸、二甲苯回流溶剂、对苯二甲酸、苯酐、己二酸按照顺序加入反应器中，搅
拌0.5-1小时，接着用3小时升温到200℃，保温反应5h；
(2)出料树脂1：降温至室温，出料得树脂1；
(3)混合：在室温下，将四氢苯酐、顺丁烯二酸酐、苯二酸、C12烷基缩水甘油醚、苄
基缩水甘油醚依次加入反应器中，搅拌1小时，接着2小时升温到135℃，保温5小时；
(4)出料树脂2：降温至室温，出料得树脂2；
(5)冷拼混合：将上述树脂1与树脂2，按照相应的比例冷拼混合，并控制体系的粘
度和酸价，酸价为小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃；
(6)再加料：加入螺环原内酯、噁唑烷、天冬氨酸酯等反应稀释剂、醋酸丁酯，搅拌
均匀，过滤；
(7)出料包装。
经测试其物化性能如下：
外观：澄清透明
色数：<3
粘度：K-S
固体含量：90±2％。
实施例3
一种低VOC哑光醇酸树脂，原料由以下重量份的组分组成：
接枝法，包括以下步骤：
(1)混合：在室温下，将肉豆蔻脑酸、月桂酸、壬酸、椰子油、新戊二醇、三羟甲基丙
烷、甘油、次磷酸、二甲苯回流溶剂、甲基四氢苯酐、偏苯三酸酐、13份壬二酸按照顺序加入
反应器中，搅拌0.5-1小时，接着用3小时升温到200℃，保温反应5h；
(2)加料：降温至90℃，将58份壬二酸、1，6己二酸、苄基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷
缩水甘油醚依次加入反应器中，搅拌1小时，接着2小时升温到125℃，保温5小时；
(3)测量反应体系的粘度和酸价：保温过程中，开始测量反应体系的粘度和酸价，
直至酸价小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃,开始降温，降温至50-80℃；
(4)再加料：加入螺环原内酯，环胺内酯、天冬氨酸酯等反应稀释剂、醋酸丁酯，搅
拌均匀，过滤；
(5)出料包装。
经测试其物化性能如下：
外观：澄清透明
色数：<3
粘度：K-S
固体含量：90±2％。
实施例4
一种低VOC哑光醇酸树脂，原料由以下重量份的组分组成：
其合成方法冷拼法，包括以下步骤：
(1)混合：在室温下，将肉豆蔻脑酸、月桂酸、壬酸、椰子油、新戊二醇、三羟甲基丙
烷、甘油、次磷酸、二甲苯回流溶剂、甲基四氢苯酐、偏苯三酸酐、13份壬二酸按照顺序加入
反应器中，搅拌0.5-1小时，接着用3小时升温到200℃，保温反应5h；
(2)出料树脂1：降温至室温，出料得树脂1；
(3)混合：在室温下，将58份壬二酸、1，6己二酸、苄基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩
水甘油醚依次加入反应器中，搅拌1小时，接着2小时升温到135℃，保温5小时；
(4)出料树脂2：降温至室温，出料得树脂2；
(5)冷拼混合：将上述树脂1与树脂2，按照相应的比例冷拼混合，并控制体系的粘
度和酸价，酸价为小于15mgKOH/g以下且粘度为100-1000mpa.s/25℃；
(6)再加料：加入螺环原内酯，环胺内酯、天冬氨酸酯等反应稀释剂、醋酸丁酯，搅
拌均匀，过滤；
(7)出料包装。
经测试其物化性能如下：
外观：澄清透明
色数：<3
粘度：K-S
固体含量：90±2％
测试结果如下：
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明发明的原
理，并非用来限制发明实施范围，因此以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变
化、修饰、改进等都落入本发明权利要求范围之内。