CN101880447B

CN101880447B - 高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇及其制备方法

Info

Publication number: CN101880447B
Application number: CN 201010218465
Authority: CN
Inventors: 杨彦威
Original assignee: ZHANGJIAGANG SHUNCHANG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZHANGJIAGANG SHUNCHANG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN101880447A

Abstract

本发明公开了一种高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，该聚酯多元醇酸值在3～8mgKOH/g，羟值50～60mgKOH/g之间，其制备方法为：将二元酸和二元醇在催化剂作用下，同时在氮气的保护下，缩水酯化成大分子的酯多元醇，最后经过真空处理，抽出微量水分和小分子付产物，经冷却得到淡黄色至无色的成品。该制备方法简便，产品质量稳定，与氨基树脂配合所制备的卷材涂料，具有极高的耐侯性，接近氟碳涂料，成本仅为氟碳涂料的1/3。

Description

高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇及其制备方法

技术领域

本发明涉及到一种聚酯树脂多元醇及其制备方法，更具体的说涉及一种高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇及其制备方法；属于有机合成，酸醇酯化合成饱和聚酯多元醇领域。

背景技术

卷材涂料经过近十几年的发展，己经有很多品种相继问世，其所用到的聚酯树脂多元醇也是多种多样。卷材涂料已广泛应用于家电，建筑，家装，商业等领域，特别是在家电和建筑领域应用的越来越多。目前市场上卷材涂料由于所用的原材料不同，其质量也是千差万别。对卷材及其制品而言，其面漆涂层的耐候性，直接决定了彩钢板和其制品的使用寿命。所以涂层的耐候性是其一项重要的标志性的指标。

一直以来，人们一直致力于开发耐候性能好，成本低廉的卷材涂料。但就目前情况而言，一般的卷材涂料的耐候性仅能达到5年左右的时间，而氟碳涂料耐候性理论上虽然能达到20年，但其高昂的成本和价格，无法在建筑和家电领域推广使用，而且，由于其涂层容易产生微裂纹，决定了它的实际使用寿命远远达不到理论值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高其耐候性的高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，由以下重量百分比的物质组成: 10.3~12.3%的3-羟基-2，2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、0.4~0.6%的新戊二醇、10.5~14.5%的1，4-环己烷二甲醇、13.7 ~19.5%的分子量为530的聚己内酯二元醇、5.2~19.5%的六氢邻苯二甲酸酐、4.3~6.3%的1，4-环己烷二甲酸，0. 025~0. 05%的四异丙氧基钛和35~45%的稀释剂；

所述的稀释剂由以下重量百分比的物质制备而成：1.9~5.9%的二甲苯、50.3~62.3%的三甲苯、15.7~25.7%的丙二醇甲醚醋酸酯和15.4~23.4%的二元酸酯构成；其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成：30~35%的丁二酸二甲酯，30~35%的戊二酸二甲酯和30~35%的己二酸二甲酯。

本发明所要解决的另一个技术问题是:提供一种高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇的制备方法。

为解决上述的另一个技术问题，本发明采用的技术方案为:高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇的制备方法，其步骤为:

1)将3-羟基-2，2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇，1，4-环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量10~16升/分钟，升温至80~130℃，加入六氢邻苯二甲酸酐和1，4-环己烷二甲酸；

2)再升温至160~180℃，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛；

3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；

4) 缓慢升温到200~220℃，严格控制半凝柱顶的温度在102~105℃；

5)当酸值小于60mgKOH/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到100~120升/分钟；

6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于13mgKOH/g时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；

7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢升真空，防止釜内窜料；最后真空达到0. 095MPa后，在200士5℃ 保持4~4. 5小时；

8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；

降温到180士5℃，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜的冷却水，使稀释温度不超过90℃，得到酸值在3~8mgKOH/g，羟值在50~60 mgKOH/g，固含量在55~65%之间的成品。

所述的3-羟基-2， 2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇，1，4-环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇的纯度大于99.0%；所述的六氢邻苯二甲酸酐和1， 4-环己烷二甲酸的纯度大于99.5 % 。

本发明的有益效果是：本发明所述的高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，与氨基树脂配合使用，所生产的卷材涂料的耐候性能超过15年，接近氟碳涂料的理论值，而成本和价格却只有氟碳涂料的三分之一。

具体实施方式

下面详细描述本发明所述的具体实施方案。

本发明所述的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇，由以下重量百分比的物质组成:10.3~12.3%的3-羟基-2， 2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、0. 4~0. 6%的新戊二醇，10.5~14.5%的1，4-环己烷二甲醇，13.7~19.5%的聚己内酯二元醇、5.2~19.5%的六氢邻苯二甲酸酐、4. 3~6.3%的1， 4-环己烷二甲酸，0.25~0.5%的四异丙氧基钛和35~45%的稀释剂，该稀释剂由以下重量百分比的物质组成:1.9~5.9%的二甲苯、50.3~62.3%的三甲苯、15.7~25.7%的丙二醇甲醚醋酸酯和15.4~23.4%的二元酸酯构成；其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成:30~35%的二酸二甲酯，30~35%的戊二酸二甲酯和30~35%的己二酸二甲酯。

本发明的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇技术指标如下：

项目	单位	指标
			固含量	％	55～65
黏度(涂4号杯)	秒	10～20
			酸值	mgKOH/g	3～8
羟值	mgKOH/g	50～60
			分子量		8000～30000
玻璃化温度	℃	36～42

检测的方法如下：

黏度测定方法：ASTM标准，以涂4号杯测量，读秒；

酸值测定标准：GB/T2895-2008；

羟值测定标准：HG/T2709-1995；

固含量测试标准：HG/2793-1995。

本发明的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇，采用饱和的二元酸混合物和特种二元醇混合物，在四异丙氧基钛催化下酯化反应聚合，然后用稀释剂稀释而成。与甲醚化氨基树脂配合使用，所制得的卷材涂料，其耐候性可达15年以上。具体实施方式如下：

实施例一：

1)将3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟基-2’，2’-二甲基丙基丙酸酯367.7Kg、新戊二醇20.8Kg、1，4-环己烷二甲醇475.9Kg和聚己内酯二元醇795Kg加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量10升/分钟，升温至80℃，加入六氢邻苯二甲酸酐740Kg和1，4-环己烷二甲酸287Kg；

2)再升温至160℃，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g；

4)缓慢升温到200℃，严格控制半凝柱顶的温度在102℃；

5)当酸值小于60mgKOH/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到100升/分钟；

7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到0.095MPa后，在195℃保持4.5小时；

8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；

9)降温到175℃，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜的冷却水，使稀释温度不超过90℃，得到酸值在3～8mgKOH/g、羟值在50～60、固含量在55～65％之间的成品。

稀释剂用量：二甲苯59.1Kg；三甲苯857.8Kg；丙二醇甲醚醋酸酯315.4Kg；二元酸酯296Kg；其中，二元酸酯为：丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质量比为：30％∶35％∶35％的混合物。

性能测试结果如下：

项目	单位	结果
			固含量	％	60
羟值	mgKOH/g	56
			酸值	mgKOH/g	3.8
黏度	秒	12.5
			分子量		18600
玻璃化温度	℃	39

实施例二：

1)将3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟基-2’，2’-二甲基丙基丙酸酯428.9Kg、新戊二醇20.8Kg、1，4-环己烷二甲醇475.9Kg和聚己内酯二元醇636Kg加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量13升/分钟，升温至105℃，加入六氢邻苯二甲酸酐817.1Kg和1，4-环己烷二甲酸202.5Kg；

2)再升温至170℃，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g；

4)缓慢升温到210℃，严格控制半凝柱顶的温度在103.5℃；

5)当酸值小于60mgKOH/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到110升/分钟；

6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于14mgKOH/g时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；

7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到0.095MPa后，在200℃保持4.25小时；

8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；

9)降温到180℃，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜的冷却水，使稀释温度不超过90℃，得到酸值在3～8mgKOH/g、羟值在50～60、固含量在55～65％之间的成品。

稀释剂用量：二甲苯69.1Kg；三甲苯847.8Kg；丙二醇甲醚醋酸酯305.4Kg；二元酸酯306Kg；其中，二元酸酯为：丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质量比为：35％∶30％∶35％的混合物。

性能测试结果如下：

项目	单位	结果
			固含量	％	60
羟值	mgKOH/g	59
			酸值	mgKOH/g	5.1
黏度	秒	12
			分子量		16700
玻璃化温度	℃	37

实施例三：

1)将3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟基-2’，2’-二甲基丙基丙酸酯469.8Kg、新戊二醇20.8Kg、1，4-环己烷二甲醇447Kg和聚己内酯二元醇636Kg加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量16升/分钟，升温至130℃，加入六氢邻苯二甲酸酐740Kg和1，4-环己烷二甲酸202.5Kg；

2)再升温至180℃，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g；

4)缓慢升温到220℃，严格控制半凝柱顶的温度在105℃；

5)当酸值小于60mgKOH/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到120升/分钟；

6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于15mgKOH/g时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；

7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到0.095MPa后，在205℃保持4小时；

8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；

9)降温到185℃，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜的冷却水，使稀释温度不超过90℃，得到酸值在3～8mgKOH/g、羟值在50～60、固含量在55～65％之间的成品

稀释剂用量：二甲苯69.1Kg；三甲苯847.8Kg；丙二醇甲醚醋酸酯305.4Kg；二元酸酯306Kg；其中，二元酸酯为：丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质量比为：35％∶35％∶30％的混合物。

性能测试结果如下：

项目	单位	结果
			固含量	％	60
羟值	mgKOH/g	55
			酸值	mgKOH/g	6.6
黏度	秒	17.2
			分子量		18900
玻璃化温度	℃	42.8

Claims

1.高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，由以下重量百分比的物质制备而成:10.3~12.3%的3-羟基-2，2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、0.4~0.6%的新戊二醇、10.5~14.5%的1，4-环己烷二甲醇、13.7 ~19.5%的分子量为530的聚己内酯二元醇、5.2~19.5%的六氢邻苯二甲酸酐、4.3~6.3%的1，4-环己烷二甲酸，0. 025~0. 05%的四异丙氧基钛和35~45%的稀释剂；

所述的稀释剂由以下重量百分比的物质组成：1.9~5.9%的二甲苯、50.3~62.3%的三甲苯、15.7~25.7%的丙二醇甲醚醋酸酯和15.4~23.4%的二元酸酯构成；其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成：30~35%的丁二酸二甲酯，30~35%的戊二酸二甲酯和30~35%的己二酸二甲酯；

所述高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇的制备方法，其步骤为:

4)缓慢升温到200~220℃，严格控制半凝柱顶的温度在102~105℃；

8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；

9)降温到180士5℃，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜的冷却水，使稀释温度不超过90℃，得到酸值在3~8mgKOH/g，羟值在50~60 mgKOH/g，固含量在55~65%之间的成品。

2.根据权利要求1所述的高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，其特征在于:所述的3-羟基-2， 2-二甲基-3′-羟基-2′，2′-二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇，1，4-环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇的纯度大于99.0%；所述的六氢邻苯二甲酸酐和1， 4-环己烷二甲酸的纯度大于99.5 % 。