一種tgic固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，由以下重量百分比的原料經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到：二元醇32～40%、芳香二元酸52～60%、多元醇0.4～1.6%、脂肪二元酸?2～8%、酯化催化劑?0.01～0.15%。本發(fā)明還公開了該聚酯樹脂的制備方法。本發(fā)明制備的聚酯樹脂具有合適的玻璃化溫度，適合TGIC固化體系，由此制得的粉末涂料的涂層柔韌性優(yōu)異，在常溫下及-10℃左右低溫條件下都具有優(yōu)異的機械性能。
【專利說明】一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酯樹脂，尤其涉及一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，本發(fā)明還涉及該聚酯樹脂的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末涂料具有無溶劑、利用率高和綜合性能優(yōu)良的優(yōu)點，是環(huán)保涂料的一個重要發(fā)展領(lǐng)域。涂料的一個基本的功能是實現(xiàn)對底材的保護，保持涂層功能完好是實現(xiàn)保護作用的前提。
[0003]粉末涂料噴涂得到的涂層的抗沖擊性能隨著溫度下降而下降，在使用環(huán)境溫度的較低時，由于主要成分有機高分子活動能力的下降，涂層的抗沖擊性能也明顯下降。明顯的例子是一些粉末涂料涂層在夏天時的抗沖擊性能很好，一旦到冬天經(jīng)常出現(xiàn)不能通過50cm正反沖的情況。另外，即使是常溫環(huán)境下，一些需要二次加工領(lǐng)域的應(yīng)用也對粉末涂料的柔韌性提出更高的要求。為適應(yīng)這些使用環(huán)境的要求，擴大粉末涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，有必要合成一種柔韌性優(yōu)異在較低溫度環(huán)境下仍具有較好機械性能的粉末涂料用聚酯樹脂。目前，國內(nèi)市場上柔韌性能突出的聚酯樹脂產(chǎn)品較少見報道，適合TGIC固化體系的戶外用產(chǎn)品則更少。
[0004]CN 102417589 A公開了一種高流平低溫固化聚酯樹脂，該樹脂引入了大量乙二醇和二乙二醇等長鏈脂肪族單體，因此可以推測該樹脂也應(yīng)具有較好的柔韌性。但由于乙二醇和二乙二醇為耐候性較差的單體，該樹脂不具備戶外使用價值，不適合作為TGIC固化體系用聚酯樹脂。此外， 為實現(xiàn)低溫固化條件下的高流平，該樹脂的數(shù)均相對分子質(zhì)量樹脂不能太大，宏觀上表現(xiàn)為最終的粘度較低，這勢必影響到該樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及對應(yīng)粉末涂料的機械性能。最終合成的樹脂酸值在45飛5 mgKOH/g之間，作為60:40混合型聚酯樹脂使用，對合成TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂借鑒意義不大。CN 102627755 A公開了一種酸值為3(T50mgK0H/g的聚酯樹脂，該樹脂采用了大量的己二醇等脂肪族多元醇及己二酸等脂肪族多元酸，樹脂具有極佳的柔韌性，但是該樹脂為半結(jié)晶聚酯樹脂，存在粉末涂料制造困難的問題，且制得的涂層表面硬度較低，目前難以在實際生產(chǎn)中大量應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，該聚酯樹脂具有合適的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，制備的粉末涂料具有優(yōu)異的柔韌性，在常溫下及-10°c左右低溫條件下都具有優(yōu)異的機械性能。
[0006]本發(fā)明的目的之二是提供上述聚酯樹脂的制備方法。
[0007]本發(fā)明的第一個目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，該聚酯樹脂酸值為31~37mgK0H/g，羥值小于10mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60~65°C，熔融粘度為6000~9000mPa.s，其由以下重量百分比的原料經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到:二元醇 32~40%
芳香二元酸52~60%
多元醇 0.4~1.6%
脂肪二元酸2~8%
酯化催化劑0.01~0.15%。 [0008]上述組分中，所述的二元醇為新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、己二醇和2，2-二甲基-3-羥基丙酸新戊二醇酯(HPHP)的一種或幾種的混合物；所述的芳香二元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合物；所述的多元醇為三羥甲基丙烷、1，3，5-三(2-羥乙基)氰尿酸和三羥甲基乙烷中的一種或幾種的混合物；所述的脂肪元二酸為己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸和1，4_環(huán)己烷二甲酸中的一種或幾種的混合物；所述的酯化催化劑為有機錫類化合物，尤其包括單丁基氧化錫、二丁基氧化錫。
[0009]上述TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹的制備方法是:在反應(yīng)釜中，加入配比量的二元醇，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入芳香二元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，至180°C酯化水開始生成并餾出；然后逐漸升溫至250°C，共反應(yīng)5~10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到10~20mgK0H/g，加入酸解劑，反應(yīng)2~4h，酸值達到40~50mgK0H/g,抽真空縮聚約2~4h，酸值達到31~37mgK0H/g，即停止反應(yīng)得到TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂；其中，所述酸解劑為芳香二元酸和脂肪二元酸中的一種或兩種的混合。
[0010]本發(fā)明方法制備的聚酯樹脂為無定型端羧基聚酯樹脂，酸值為31~37mgK0H/g，羥值小于10mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60~65°C，熔融粘度為6000~9000mPa.S。本發(fā)明的聚酯樹脂具有合適的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，適合TGIC固化體系，制備的粉末涂料的涂層在常溫下及-1o°c左右低溫條件下都具有優(yōu)異的機械性能，具有優(yōu)異的柔韌性和抗沖擊性能以及良好的耐候性。
[0011]采用本發(fā)明合成的聚酯樹脂制備耐候粉末涂料的步驟為:將合成的聚酯樹脂分別與固化劑TGIC、填料、顏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即可。顏填料包括鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣、Ciba綠等，其他助劑包括安息香、流平劑等。
【具體實施方式】
[0012]下面列舉一部分具體實施例對本發(fā)明進行說明，表1為聚酯樹脂的實施例，A~E為不同單體和工藝組合的對比例F。在10升反應(yīng)釜中，加入表1所列配比量的新戊二醇、2，2-二甲基-3-羥基丙酸新戊二醇酯、三羥甲基丙烷、1，3，5-三(2-羥乙基)氰尿酸，加熱升溫至物料熔化；然后加入對苯二甲酸、單丁基錫氧化物，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，180°C左右酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至250°C，共反應(yīng)5~10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到10~20mgK0H/g，加入酸解劑間苯二甲酸、己二酸、十二烷二酸，反應(yīng)2~4h，酸值達到40~50mgK0H/g,抽真空縮聚約2~4h,酸值達到31~37mgK0H/g,即可停止反應(yīng)。
[0013]酸值:31~37mgK0H/g ;玻璃化溫度:60~65°C;軟化點:100~110°C ;200°C熔體粘度(ICI錐平板粘度計):6000~9000mPa.S。
【權(quán)利要求】
1.一種TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂及其制備方法，其特征是由以下重量百分比的成分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到: 二元醇 32~40% 芳香二元酸52~60% 多元醇 0.4~1.6% 脂肪二元酸2~8% 酯化催化劑0.01~0.15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是所述的二元醇為新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、己二醇和2，2- 二甲基-3-羥基丙酸新戊二醇酯的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是所述的芳香二元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸的一種或兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是所述的多元醇為三羥甲基丙烷、1，3，5-三(2-羥乙基)氰尿酸和三羥甲基乙烷中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是所述的脂肪二元酸為己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸中和1，4_環(huán)己烷二甲酸的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是所述的酯化催化劑為單丁基氧化錫或二丁基氧化錫。
7.權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂的制備方法，其特征是，在反應(yīng)釜中，加入二元醇，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入芳香二元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，至180°C酯化水開始生成并餾出；然后逐漸升溫至250°C，共反應(yīng)5~10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到10~20mgK0H/g，加入酸解劑，反應(yīng)2~4h，酸值達到40~50mgK0H/g，抽真空縮聚約2~4h，酸值達到31~37mgKOH/g，即停止反應(yīng)得到TGIC固化高韌性粉末涂料用聚酯樹脂；其中，所述酸解劑為芳香二元酸和脂肪二元酸中的一種或兩種的混合。
【文檔編號】C09D167/02GK103739830SQ201310494885
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】林錫恩, 何濤, 李勇, 顧宇昕, 劉亮, 陶志榮, 阮德亮 申請人:廣州擎天材料科技有限公司, 中國電器科學研究院有限公司