由于传统的溶剂型涂料是大气中VOCs的主要来源之一,低VOCs环保型涂料的开发已成为行业发展的必然趋势。醇酸树脂是我国产量最大的涂料用树脂之一,目前水性化比率较低,而且现有水性醇酸涂料产品VOCs含量仍然较高(内乳化法制备,10-30%)。制备出绿色环保的低VOCs水性醇酸树脂乳液,对我国涂料行业发展具有极大的意义。本研究对不同树脂通过相反转法制备乳液,不仅确定不同醇酸树脂的最佳乳化工艺,制备低VOCs的水性醇酸乳液,而且对不同醇酸树脂的乳化对比分析,以期为醇酸树脂乳液工业化制备提供重要的基础数据。本实验制备出三种不同的醇酸树脂,并用对不同的醇酸树脂分别进行乳化,探讨不同醇酸树脂乳液制备的工艺条件并进行对比分析。采用了傅里叶红外光谱仪(FTIR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、差热热重同步分析仪(TGA-DSC)、粘度仪、电导率仪、激光粒度分布仪、电子光学显微镜等对三种醇酸树脂、乳化过程、乳液以及漆膜进行表征与分析。具体研究内容如下:分别以豆油或豆油脂肪酸为主要原料合成A、B、C三种不同的醇酸树脂。并采用FTIR、GPC、TGA-DSC、粘度仪对A、B、C三种醇酸醇酸树脂进行表征,结果表明:各种原料均参与反应,合成的A、B、C三种产物也均符合醇酸树脂结构;三种醇酸树脂的相对分子质量Mn分别为:5.01×10~4、1.2×10~5、2.88×10~5;三种醇酸树脂的玻璃化温度:A在60℃左右,B、C均在65℃左右;同一温度下的粘度大小为:C>B>A;A、B、C的酸价分别为:8-9mg KOH/g、10-11mg KOH/g、7-8mg KOH/g。醇酸树脂的清漆各项性能均能达到国家标准GB/T25251-2010。采用相反转法分别对合成的三种醇酸树脂进行乳化,并进行对比分析。结果表明,醇酸树脂A工艺条件为:非离子乳化剂和阴离子乳化剂复配,乳化剂加量5%(百分比均为纯树脂含量百分百,树脂总量400g,下同);200~#溶剂油为助溶剂,加量0-3%;剪切速度为4000-6000r/min;乳化温度为70-75℃;滴水速度为90-120ml/h,适宜的乳化粘度段3510cp-7570cp。醇酸树脂B工艺条件为:非离子乳化剂和阴离子乳化剂复配,乳化剂加量5%;200~#溶剂油为助溶剂,加量3%-5%;剪切速度为5000-7000r/min;乳化温度为80-85℃;滴水速度为90-120ml/h,适宜的乳化粘度段4377cp-6889cp。所得乳液粒径均匀,D90≤1μm,无沉淀,不分层,稀释稳定性>3d,乳液的各项性能指标均已达到或者超过国家标准。实验室现有条件下未能制得醇酸树脂C合格的乳液。对比可得,相对分子量大的醇酸树脂,同一温度下粘度越大。不同的醇酸树脂对乳化剂和乳化的工艺条件都有不同要求,否则就会造成乳液的粒径偏大,出现多相乳液或者转相失败。在漆膜的制备过程中,重点探究不同醇酸树脂乳液的p H和催干剂加量对漆膜的影响;对最佳乳化条件下制备的乳液漆膜进行检测,并通过实验对漆膜的耐水性提高进一步探究。结果表明:醇酸树脂乳液p H最佳范围均为6.7-8。醇酸树脂A、B的催干剂最佳加量均为1.5%。在最佳乳化工艺条件下,A、B两种醇酸树脂的漆膜,各项指标均达到相关国家标准。乳化剂含量5%,耐水性72h,脂肪酸钠与阴离子=1:2时,清漆耐水性96h。蜡乳液加量10%(色漆总量)时,色漆耐水性96h。