專利名稱：一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂及其制備方法。
背景技術：
近年來，粉末涂料以其經濟、環保、高效和性能卓越等優點，正逐漸替代有機溶劑型涂料，成為涂料行業中的重要發展方向，一直保持著較快的增長速度。主要用于家用電器、庭院金屬家具、五金構件、汽車零部件、戶外欄框等領域。隨著建材行業的發展，耐候性粉末涂料越來越受到市場的青睞，而采用一般耐候聚酯樹脂制備的戶外耐久性也很難滿足這種需求，這使得行業更傾向于超耐候聚酯粉末涂料來滿足戶外的耐候性。一般而言，出于對機械性能和成本的考慮，耐候型聚酯樹脂多采用對苯二甲酸和間苯二甲酸共縮聚制得，而常規的超耐候聚酯樹脂多采用間苯二甲酸制得，這樣導致樹脂的機械性能較差，影響了樹脂的使用。目前專利文獻200910184341報道了超耐候粉末涂料的制備方法，但多是通過選用耐候型聚酯樹脂以及氟碳樹脂共混來獲得超耐候性的，而并非改進聚酯樹脂的耐候性能；專利文獻201010191395報道了超耐候粉末涂料的制備，其中大略提到了超耐候聚酯樹脂的制備，但只局限于采用常規的新戊二醇和間苯二甲酸制備的常規耐候型聚酯，且并未提及涂層的機械性能。

發明內容
本發明的目的之一是提供一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，該超耐候聚酯樹脂具有合適的玻璃化轉變溫度和存儲穩定性，制備的粉末涂料具有優異的機械性能和耐候性，尤其適合使用于聚酯/TGI固化體系粉末涂料。本發明的目的之二是提供上述聚酯樹脂的制備方法。本發明的第一個目的是通過以下技術措施來實現的一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，主要是由以下重量百分比的原料縮聚合成多元醇23% 50%，芳香多元酸40% 65%，脂肪多元酸0% 10%，支化劑0%~ 2%，酸解劑10% 20%，酯化催化劑:0.01% 0. 15%。本發明所述的多元醇采用新戊二醇、2，2_ 二甲基-1，3-丙二醇、2-乙基_2_ 丁基-1，3-丙二醇、1，4_環己烷二甲醇、己二醇和羥基特戊酸新戊二醇單酯等中的一種或兩種以上混合物。本發明所述的支化劑采用三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、雙三羥甲基丙烷和季戊四醇等中的一種或兩種以上的混合，其中，優選三羥甲基丙烷。本發明所述的芳香多元酸采用間苯二甲酸。本發明所述的脂肪多元酸采用己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4_環己烷二甲酸、氫化雙酚A和六氫苯酐等中的一種或兩種以上的混合物。本發明所述的酸解劑包括間苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1，4_環己烷二甲酸、六氫苯酐和偏苯三酸酐等中的一種或兩種以上混合物，優選間苯二甲酸和1，4_環己烷二甲酸。
本發明所述的酯化催化劑為有機錫類化合物或鈦系催化劑，包括單丁基氧化錫、 二丁基氧化錫、鈦酸正丁酯等。本發明的第二個目的是通過以下技術方案來實現的一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟(1)按配比量取多元醇與多元酸及支化劑置于反應釜中，加入酯化催化劑于 180°C 240°C下進行酯化縮合反應；(2)加入酸解劑進行封端和解聚，然后真空縮聚成超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂。作為本發明的一個實施方式所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂的制備方法，其具體步驟為(1)在反應釜中，加入配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續升溫反應，至180°C酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至240°C，共反應5 10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到6 25mgK0H/g ；(2)加入酸解劑反應0. 5 3h，酸值達到33 45mgK0H/g，抽真空縮聚1 5h，酸值達到觀 36mgK0H/g，即停止反應得到超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂。本發明的聚酯樹脂還可以采用一步法制備方法制備，即將多元醇、芳香多元酸、脂肪多元酸、支化劑、酸解劑和酯化催化劑混合均勻后進行酯化縮合反應，也是可以得到本發明的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂的。本發明方法制備的聚酯樹脂酸值為28 36mgK0H/g，羥值小于10mgK0H/g，玻璃化轉變溫度為55 75°C，熔融粘度為2000 8500mPa. s，數均分子量為2000 8000。本發明方法合成的聚酯樹脂具有合適的玻璃化轉變溫度、存儲穩定性好以及樹脂合成工藝簡單等特點，與TGIC固化制成的粉末涂層具有優異的機械性能和耐候效果。適用于本發明所述粉末涂料的制備步驟為將合成的聚酯樹脂分別與TGIC、顏填料及其他助劑按比例稱好后混勻，熔融擠出、冷卻破碎、粉碎過篩制成粉末涂料。顏填料包括鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣等，其他助劑包括安息香、流平劑等。具體實施實例下面列舉一部分具體實施例對本發明進行說明，表1中A F為本發明的實施例，G為含固體對苯二甲酸的對比例。其中，實施例A F中的多元醇采用新戊二醇、2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇和1，4_環己烷二甲醇中的一種或兩種以上的混合物。芳香多元酸采用間苯二甲酸，對比例G中的芳香多元酸采用對苯二甲酸。脂肪多元酸采用1，4_環己烷二甲酸和己二酸中的一種或兩種的混合物。支化劑采用三羥甲基丙烷。酯化催化劑采用二丁基錫氧化物。酸解劑采用間苯二甲酸或1，4_環己烷二甲酸。制備方法在50升反應釜中，加入表1所列配比量的多元醇和支化劑加熱升溫至物料熔化；然后依次加入芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續升溫反應， 180°C左右酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至240°C，共反應5 10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到6 25mgK0H/g ；然后加入酸解劑，反應0. 5 3h，反應到酸值33 45mgK0H/g時，抽真空縮聚約1 證，酸值達到28 36mgK0H/g達到要求后即可停止反應。酸值28 36mgK0H/g ；玻璃化溫度55 75°C ；軟化點95 115°C ；200°C熔體粘度(ICI錐平板粘度計)2000 8000mPa · s，數均分子量為2000 8000。表1聚酯樹脂的組份和性能
權利要求
1.一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，主要是由以下重量百分比的原料縮聚合成多元醇23% 50%，芳香多元酸40% 65%，脂肪多元酸0% 10%，支化劑 0% 2%，酸解劑10% 20%，酯化催化劑0. 01% 0. 15%。
2.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的多元醇采用新戊二醇、2，2- 二甲基-1，3-丙二醇、2-乙基-2- 丁基-1，3-丙二醇、1，4-環己烷二甲醇、己二醇和羥基特戊酸新戊二醇單酯中的一種或兩種以上混合物。
3.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的支化劑采用三羥甲基丙烷，三羥甲基乙烷、雙三羥甲基丙烷和季戊四醇中的一種或兩種以上的混合。
4.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的芳香多元酸采用間苯二甲酸。
5.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的脂肪多元酸采用己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4_環己烷二甲酸、氫化雙酚A和六氫苯酐中的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的酸解劑包括間苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1，4_環己烷二甲酸、六氫苯酐和偏苯三酸酐中的一種或兩種以上混合物。
7.根據權利要求1所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其特征在于，所述的酯化催化劑為有機錫類化合物或鈦系催化劑。
8.—種權利要求1 7中任一權利要求所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按配比量取多元醇與多元酸及支化劑置于反應釜中，加入酯化催化劑于180°C 240°C下進行酯化縮合反應；(2)加入酸解劑進行封端和解聚，然后真空縮聚成超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂。
9.根據權利要求8所述的超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在反應釜中，加入配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續升溫反應，至180°C酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至240°C，共反應5 10小時至95%的酯化水排出后，酸值達至Ij 6 25mgK0H/g ；(2)加入酸解劑反應0.5 汕，酸值達到33 45mgK0H/g，抽真空縮聚1 釙，酸值達到觀 36mgK0H/g，即停止反應得到超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂。
全文摘要
本發明公開了一種超耐候粉末涂料用端羧基聚酯樹脂，其主要是由以下重量百分比的原料縮聚合成多元醇23％～50％，芳香多元酸40％～65％，脂肪多元酸0％～10％，支化劑0％～2％，酸解劑10％～20％，酯化催化劑0.01％～0.15％。本發明還公開了該聚酯樹脂的制備方法。本發明提供的該超耐候聚酯樹脂具有合適的玻璃化轉變溫度和存儲穩定性，制備的粉末涂料具有優異的機械性能和耐候性，尤其適合使用于聚酯/TGI固化體系粉末涂料。
文檔編號C09D5/03GK102408550SQ20111036003
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者萬貂, 何濤, 傅環環, 劉亮, 曾定, 李勇 申請人:廣州擎天實業有限公司