一种涂料用短油度醇酸树脂及其制备方法技术领域
本发明属于涂料原料领域，特别涉及一种涂料用短油度醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
木器涂料为应用于木材表面的一种涂料，起到保护和装饰的作用，目前使用最常
见的PU双组份聚氨酯涂料、NC硝基涂料、PE不饱和聚酯涂料、UV紫外光固化涂料和AC酸固化
涂料五种；其中，国内市场使用量最大为PU双组份聚氨酯涂料和NC硝基涂料。在PU聚氨酯涂
料和NC硝基涂料这两种产品中，醇酸树脂性价比高，使用量非常大，非常受市场用户欢迎。
随着经济社会的发展，使用现有醇酸树脂生产的PU双组份聚氨酯涂料和NC硝基涂
料用户要求越来越高，然而，常规生产短油醇酸树脂用于生产PU、NC涂料存在贮存稳定差，
快干性不足，硬度偏低，磨耐性欠佳等缺点。常见的现象有：做PU或NC木器底漆时，粘度偏
低，抗填料下沉性较差，在贮存过程中容易出现软沉淀，甚至硬沉淀，不利于生产及销售；做
面PU或NC木器漆时，耐磨性较差，抗划伤性不足，综合物理性能欠缺等特点。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种涂料用短油度醇酸树脂及其制备方法。
技术方案：本发明提供的一种涂料用短油度醇酸树脂，至少由以下重量份的组份
制成：
脂肪酸15～30份，优选19-22份，更优选20份；
多元酸和/或苯甲酸23～32份，优选24-29份，更优选25份；
多元醇16～26份，优选17-24份，更优选23份；
特殊功能添加剂1～6份，优选2～5份，更优选3份；
溶剂18～38份，优选22-33份，更优选25份。
作为优选，所述脂肪酸为大豆油酸、菜子油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、月桂酸、癸酸、
壬酸、辛酸、妥尔油酸中的一种或几种的组合。
作为另一种优选，所述多元酸为己二酸、癸二酸、二聚酸、苯酐、顺酐、间苯二甲酸
中的一种或几种的组合。
作为另一种优选，所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙
二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的一种或几种的组合。
作为另一种优选，所述特殊功能添加剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异
氰酸酯(MDI)、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或几种的组
合。
作为另一种优选，所述溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸仲
丁酯、碳酸二甲酯中的一种或几种的组合。
本发明还提供了上述涂料用短油度醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将脂肪酸、多元酸、多元醇、部分溶剂混匀，升温到150-170℃保温1～4小时；
(2)产物升温至180-225℃至酸值合格；
(3)再降温至70-120℃，加入特殊功能添加剂，反应0.5-5小时；
(4)再加入余下的溶剂稀释、冷却，即得。
步骤(1)中，加入的溶剂量为配方总量的3-5％。
步骤(1)中，加入的溶剂优选为二甲苯。
本发明还提供了上述短油度醇酸树脂在制备双组份聚氨酯漆或硝基漆中的应用。
有益效果：本发明提供的短油度醇酸树脂生产工艺简单、成本低廉，聚合度高、分
子量高，贮存稳定性好，干燥速度快，耐磨性好，硬度高，使用寿命长。
该树脂采用脂肪酸合成短油度醇酸树脂，并利用添加剂引入部分聚氨酯键结构改
性，起到支架的作用，大大提高了树脂的聚合度及分子量，保证了树脂有足够的支架节点和
庞大的网状结构。
该树脂应用于PU漆或NC漆中时，由于具有高分子网状结构单元，大大提高了涂料
贮存的稳定性，在施工过程中比常规醇酸树脂具有更快的干燥速度。
该树脂应用于底漆时，由于干燥速度快，大大缩短了打磨间隔时间，提高了生产效
率，降低了人工用时成本。
该树脂应用于面漆时，由于树脂本身含有氨酯键，会比没有改性的树脂具有更好
的耐磨性和更高的硬度，大大延长了使用寿命。
利用该短油度醇酸树脂制得的双组份聚氨酯漆或硝基漆具有贮存稳定好、干燥性
好、硬度高、耐磨性等优点。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实
施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限
制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入大豆油酸20份、苯酐
24份、甘油17份和二甲苯5份，通入二氧化碳气体进行保护，开动搅拌并逐渐加热升温，待温
度升至170℃时，保温2小时，然后升温到190℃至酸值18mgKOH/g(100％)以下，降温到120
℃，缓慢加入甲苯二异氰酸酯1份，并在120℃保温0.5小时，立即加入二甲苯33份，搅拌均匀
后，过滤得到固含为62％，颜色小于2(铁-钴比色计)改性短油醇酸树脂。
实施例2
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入菜子油酸6份、辛酸9
份、癸二酸6份、间苯二甲酸17份、二乙二醇6份、三羟甲基乙烷3份、三羟甲基丙烷14份和二
甲苯3份，通入二氧化碳气体进行保护，开动搅拌并逐渐加热升温，待温度升至165℃时，保
温1小时，然后升温到180℃至酸值18mgKOH/g(100％)以下，降温到110℃，缓慢加入异佛尔
酮二异氰酸酯6份，并在110℃保温3小时，立即加入二甲苯3份、三甲苯10份、醋酸乙酯6份、
醋酸丁酯6份、碳酸二甲酯5份，搅拌均匀后，过滤得到固含为67％，颜色小于2(铁-钴比色
计)改性短油醇酸树脂。
实施例3
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入椰子油酸5份、月桂
酸8份、癸酸4份、妥尔油酸13份、苯甲酸2份、癸二酸8份、二聚酸13份、顺酐2份、乙二醇2份、
新戊二醇2份、1，3-丙二醇4份、季戊四醇8份和二甲苯4份，通入二氧化碳气体进行保护，开
动搅拌并逐渐加热升温，待温度升至160℃时，保温2小时，然后升温到200℃至酸值
18mgKOH/g(100％)以下，降温到100℃，缓慢加入二苯基甲烷二异氰酸酯2份，并在100℃保
温1小时，立即加入甲苯8份、二甲苯4份、醋酸丁酯4份、碳酸二甲酯7份，搅拌均匀后，过滤得
到固含为72％，颜色小于2(铁-钴比色计)改性短油醇酸树脂。
实施例4
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入菜子油酸3份、壬酸
16份、己二酸8份、癸二酸3份、苯酐16份、乙二醇8份、二乙二醇3份、1，2-丙二醇5份、三羟甲
基乙烷8份和二甲苯5份，通入二氧化碳气体进行保护，开动搅拌并逐渐加热升温，待温度升
至155℃时，保温3小时，然后升温到210℃至酸值18mgKOH/g(100％)以下，降温到90℃，缓慢
加入1，6-己二异氰酸酯5份，并在90℃保温2小时，立即加入二甲苯3份、醋酸乙酯8份、醋酸
丁酯9份，搅拌均匀后，过滤得到固含为75％，颜色小于2(铁-钴比色计)改性短油醇酸树脂。
实施例5
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入菜子油酸9份、壬酸3
份、辛酸2份、妥尔油酸5份、苯甲酸5份、间苯二甲酸5份、苯酐22份、1，3-丙二醇8份、三羟甲
基乙烷9份、三羟甲基丙烷2份、季戊四醇5份和二甲苯5份，通入二氧化碳气体进行保护，开
动搅拌并逐渐加热升温，待温度升至150℃时，保温4小时，然后升温到225℃至酸值
18mgKOH/g(100％)以下，降温到80℃，缓慢加入甲苯二异氰酸酯1份和1，6-己二异氰酸酯2
份，并在80℃保温4小时，立即加入甲苯5份、三甲苯2份、醋酸丁酯10份，搅拌均匀后，过滤得
到固含为78％，颜色小于2(铁-钴比色计)改性短油醇酸树脂。
实施例6
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入大豆油酸8份、椰子
油酸12份、癸酸2份、己二酸16份、间苯二甲酸12份、顺酐1份、二乙二醇6份、新戊二醇6份、季
戊四醇14份和二甲苯3份，通入二氧化碳气体进行保护，开动搅拌并逐渐加热升温，待温度
升至160℃时，保温2小时，然后升温到205℃至酸值18mgKOH/g(100％)以下，降温到70℃，缓
慢加入二苯基甲烷二异氰酸酯4份和异佛尔酮二异氰酸酯1份，并在70℃保温5小时，立即加
入二甲苯7份、醋酸仲丁酯8份，搅拌均匀后，过滤得到固含为82％，颜色小于2(铁-钴比色
计)改性短油醇酸树脂。
实施例7对比例
本例采用常规脂肪酸法制作醇酸树脂
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入大豆油酸12份、月桂
酸10份、苯甲酸5份、苯酐25份、顺酐1份、乙二醇3份、甘油11份、季戊四醇5份和二甲苯5份，
通入二氧化碳气体进行保护，开动搅拌并逐渐加热升温，待温度升至160℃时，保温2小时，
然后升温到200℃反应至酸值18mgKOH/g以下，降温到100℃，加入二甲苯15份、醋酸丁酯8
份，搅拌均匀后过滤出料，得不挥发份为70％，颜色2#(铁-钴比色计)醇酸树脂。
实施例8
利用实施例1至7的醇酸树脂制备PU双组份聚氨酯底漆样品1至7，该双组份底漆包
括甲组份和乙组分。
其中，甲组份组成见表1。
表1实施例1至7醇酸树脂制备PU双组份聚氨酯底漆样品的甲组份配方
其中，滑石粉为广西龙胜华美滑石开发有限公司1250目滑石粉；硬脂酸锌购自加
拿大能达公司、醋酸丁酯纯度为99％以上、碳酸二甲酯纯度为99％以上、二甲苯购自扬子石
化、BYK-141(消泡剂)购自BYK公司、DBTAL(催干剂)购自美国气体化学公司。
乙组份：聚氨酯固化剂，其规格为：不挥发物为50％，NCO含量：8.5％，游离TDI≤
0.5％；
以上均以重量百分数计。
制备与使用方法为：用高速分散机，将醇酸树脂及醋酸丁酯、滑石粉、硬脂酸锌高
速分散至细度40μm以下，然加入其余各配方，分散均匀后用200目滤网过滤，与乙组份配伍
使用(按甲组份：乙组份＝1：0.5重量配比使用)，并用稀释剂调整粘度为用涂-4杯检测15～
16秒，用喷枪喷涂于底材上，观察并检测以下性能参数，结果见表2。
表2本发明实施例1至7的醇酸树脂制备得到的PU双组份聚氨酯底漆的性能
实施例9
利用实施例1至7的醇酸树脂制备PU双组份聚氨酯面漆样品8至14，该双组份底漆
包括甲组份和乙组分。
其中，甲组份组成见表3。
表3实施例1至7醇酸树脂制备PU双组份聚氨酯面漆样品甲组份配方
其中，PMA纯度为99％以上，醋酸丁酯纯度为99％以上，BYK-141(消泡剂)BYK-333
(流平剂)购自BYK公司、DBTAL(催干剂)购自美国气体化学公司。
乙组份：聚氨酯固化剂，其规格为：不挥发物为50％，NCO含量：8.5％，游离TDI≤
0.5％；
以上均以重量百分数计。
制备与使用方法为：用高速分散机，将醇酸树脂及上述的溶剂及助剂高速分散10
分钟，分散均匀后用200目滤网过滤，与乙组份配伍使用(按甲组份：乙组份＝1：0.6重量配
比使用)，并用稀释剂调整粘度为用涂-4杯检测15～16秒，用喷枪喷涂于测试底材上，观察
并检测以下性能参数，结果见表4。
表4本发明实施例1至7的醇酸树脂制备得到的PU双组份聚氨酯面漆的性能
从上述表1～表4(样品1～14)对比应用试验结果表明：将本发明所述添加特殊功
能改良短油度树脂应用于木器漆，底漆和面漆的综合性都优于常规短油醇酸树脂，尤其是
在贮存稳定性(底漆开稀填料下沉时间大大延长，常规短油度树脂5小时出现填料下沉、而
所述添加特殊功能的短油度树脂在13～16小时出现填料下沉)、干燥性(表干实干所用时间
大大短缩，常规短油度树脂表干时间30分钟、而所述添加特殊功能的短油度树脂表干时间
12～16分钟；常规短油度树脂实干时间135分钟、而所述添加特殊功能的短油度树脂表干时
间83～90分钟)、硬度(铅笔硬度明显提高，常规短油度树脂铅笔硬度是HB、而所述添加特殊
功能的短油度树脂铅笔硬度2H，铅笔硬度等级方面，2H的硬度要高于HB的硬度)、耐磨性(耐
磨性方面更为出色，常规短油度树脂损耗为0.035克，而所述添加特殊功能的短油度树脂损
耗为0.010～0.011克，损耗少越耐磨)等方面更为优秀。