CN102827375B - 一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物及其制备方法。此树脂因导入偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、或3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐,可增加有机硅改质聚酯树脂的皮膜硬度、耐热性、及耐溶剂性,可应用于耐热涂料或是装饰涂料,尤其是用于不沾涂料的黏合剂。
Description
技术领域
本发明涉及水溶性有机硅改质聚酯树脂,尤其涉及其制备方法与组成物。
背景技术
有机硅改质聚酯,因为具有良好的耐热性、耐溶剂性、硬度、耐候性及与色粉具有良好的兼容性,因此广泛使用在耐热涂料,不黏涂料、装饰涂料及室外耐候涂料,尤其是不黏涂料,有机硅一聚酯经常被用来作为不黏涂料的黏着剂,如用在烤蛋糕膜具的不沾涂料或是炊具的外涂耐热涂料。
近来随着环保意识提高,水性涂料、粉体涂料逐渐取代溶剂型涂料,目前市场上水性不黏涂料或是耐热涂料主要是以聚四氟乙烯乳液为主,也有少量以聚苯硫醚(PPS)或聚醚砜(PES)或聚醚醚酮(PEEK)或聚酰胺酰亚胺(PAI)为黏着剂添加聚四氟乙烯微粉或PFA微粉,成为一种水性的不黏涂料或是耐热涂料。上述涂料的烘烤温度需要380℃以上的烤温,因此耗能。此外,这些涂料因烤温高,或是与色粉的相溶性不好,因此颜色及光泽均受到限制,无法多样化。有机硅改质聚酯的烤温只要260-280℃,且与色粉具有良好的兼容性,因此有机硅改质聚酯做成的涂料,颜色及光泽可以多样化,可以增加涂膜的美观。目前的国内市场,以有机硅改质聚酯为主的涂料,均是以油性为主,在市场上并未有水性不黏涂料是以有机硅改质聚酯作为黏着剂的耐热涂料。
美国专利US 4035332种教导一种水性的有机硅改质聚酯的方法,主要是用具有酸价10-150的聚酯,与硅烷氧或低分子量的有机硅树脂中间体,在无溶剂的状况下先形成有机硅树脂改质聚酯,再加入如二乙二醇单丁醚等与水可互溶的溶剂及胺类如二甲基乙醇胺,形成水可溶的有机硅改质聚酯。此专 利主要的缺点为使用硅氧烷及低分子量的有机硅树脂来改质聚酯所形成的树脂,其耐热度及皮膜硬度会比较差,由实施例中可知其硬化后的皮膜铅笔硬度只有H。
发明内容
本发明一实施例提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,包括:30至90重量份的聚酯树脂;70至10重量份的有机硅树脂;10至60重量份的极性溶剂;13至30重量份的酸酐化合物;以及10至30重量份的胺类化合物。
本发明另一实施例提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法,包括:取多元醇与多元酸反应,形成聚酯树脂;取30至90重量份的该聚酯树脂、70至10重量份的有机硅树脂、与0.01至0.5重量份的触媒,进行共聚缩合的脱水及/或脱醇反应,形成有机硅改质聚酯树脂;将13至30重量份的酸酐化合物与有机硅改质聚酯树脂反应,形成酸化的有机硅改质聚酯树脂;以及将10至30重量份的胺类化合物与酸化的有机硅改质聚酯树脂反应,形成水溶性有机硅改质聚酯树脂。
具体实施方式
本发明一实施例中,取多元醇与多元酸反应形成聚酯树脂。上述反应为无溶剂的共聚缩合反应,且反应温度界于200℃至250℃之间的高温。
多元醇可为三羟基乙烷、三羟基丙烷、甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、异戊四醇、1,6-己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、1,4-丁二醇、乙基丁基丙二醇、甲基丙二醇、1,4-环己二甲醇。多元酸包括对苯二酸、间苯二酸、己二酸、或1,4-环己二甲酸。在本发明一实施例中,聚酯树脂具有9至17重量%的羟基,较佳具有12至16重量%的羟基。可以理解的是,为了使聚酯树脂具有羟基,需采用具有三个以上羟基的多元醇进行酯化反应,如式1所示。 式1所示的反应式仅用以说明共聚缩合反应,并非用以局限本发明。在其它实施例中,本领域技术人员自可采用其它种类的多元醇或多元酸,只要能形成具有羟基的聚酯树脂即可。
(式1)
在本发明一实施例中,聚酯树脂的酸价小于15,较佳小于10。过高的酸价耐热黄变会比较差。在本发明一实施例中,聚酯树脂的重均分子量界于500至5000之间。若聚酯树脂的重均分子量过低,则有机硅改质聚酯的皮膜硬度及耐膜性会比较差。若聚酯树脂的重均分子量过高,则反应控制不易,容易产生胶化。
反应完成后降温至180℃左右,再加入极性溶剂溶解聚酯树脂,以利后续有机硅树脂的接枝改质步骤。适用于此步骤的极性溶剂不可具有羟基,需与水互溶,沸点需高于140℃。举例来说,适用于后述可为N-甲基吡咯酮、γ-丁基内酯、或上述的组合。
接着取30至90重量份的上述聚酯树脂、70至10重量份的有机硅树脂、与0.01至0.5重量份的触媒,于130℃至140℃下进行共聚缩合的脱水及/或脱醇反应,形成有机硅改质聚酯树脂,如式2所示。若有机硅树脂的比例过高(或聚酯树脂的比例过低),则硬化皮膜的强度不够,或是反应不完全,在范应的过程中,就会导致树脂胶化。若有机硅树脂的比例过低(或聚酯树脂的比例过高),则耐热性或不好。式2所示的反应式仅用以说明共聚缩合反应,并非用以局限本发明。举例来说,有机硅树脂接枝于聚酯树脂的羟基的比例并不限 定于式2中的50%。
(式2)
在本发明一实施例中,有机硅树脂R1 a(R2O)bSiO(4-a-b)/2具有2至7重量%的硅羟基(R2为H)或13至20重量%的硅烷氧基(R2为烷基)。在本发明另一实施例中,有机硅树脂RnSiO(4-n)/2具有2至6重量%的硅羟基(R2为H)或14至16重量%的硅烷氧基(R2为烷基)。有机硅树脂R1 a(R2O)bSiO(4-a-b)/2中的a与b的总和界于0至4之间,且b大于0。R1选自芳香基如苯基、烷基如甲基、乙基、或丙基、或烯基如乙烯基。R2选自H、或烷基如甲基、乙基、丙基、或丁基。a+b=1时的有机硅树脂定义为T,a+b=2时的有机硅树脂定义为D,且a+b=3时的有机硅树脂定义为M。在本发明一实施例中,T占有机硅树脂的30至100摩尔%(mole%),D占有机硅树脂的0至15mole%,且M占有机硅树脂的0至20mole%。在本发明另一实施例中,T占有机硅树脂的75至100mole%,D占有机硅树脂的0至10mole%,且M占有机硅树脂的0至10mole%。在本发明又一实施例中,T占有机硅树脂的85至95mole%,且D占有机硅树脂的5至15mole%。有机硅树脂的重均分子量约界于800至5000之间。若有机硅树脂的重均分子量过低,则有机硅树脂无法完全保护聚酯,导致耐热性变差。若有机硅树脂的重均分子量过高,则反应不好控制。上述的 有机硅树脂可为市售商品,比如美国道康宁公司所售的DC-217(纯苯基有机树脂,R1均为苯基且硅羟基(OR2,R2为氢)含量为6.0重量%)、德国瓦克公司所售的Silres IC 678(纯苯基有机硅树脂,R1均为苯基且硅甲氧基(OR2,R2为甲基)含量为14.0重量%)、德国瓦克公司所售的Silres REN 168(甲基苯基有机硅树脂,苯基与甲基(R1)的摩尔比为1.1∶1.0,且硅羟基(OR2,R2为氢)含量为4.0至5.0重量%)、或德国瓦克公司所售的Silres H44(甲基苯基有机硅树脂,苯基与甲基(R1)的摩尔比为1∶1,且硅羟基(OR2,R2为氢)含量为2.0重量%)。值得注意的是,虽然式2反应后的(OR2)官能团的数目为b-1,这只表示有机硅树脂的(OR2)官能团会与聚酯树脂的羟基进行1∶1的反应,并不代表b的数目必需大于1。
上述反应所用的触媒可为钛酸酯化合物如钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、或上述的组合。若触媒的用量过高,则反应不易控制。若触媒的用量过低,则反应时间长或是需要将合成温度提高。
在形成有机硅改质聚酯树脂后,可采用与水互溶或部份互溶的极性溶剂溶解改质后的聚酯树脂。此时采用的极性溶剂可为醇类如乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、第三丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、或上述的组合,或酮类如丙酮,或上述的组合。以30至90重量份的聚酯树脂与70至10重量份的有机硅树脂为基准(总和为100重量份),用以溶解聚酯树脂与有机硅改质聚酯树脂的极性溶剂总重约占10至60重量份。
接着将取13至30重量份的酸酐化合物,与上述有机硅改质聚酯树脂反应,以形成酸化的有机硅改质聚酯树脂如式3所示。若酸酐化合物的用量过高,则反应物的黏度会变高,造成涂料化以后的操作性不好,此外酸价过高,也会造成树脂的耐热性变差。若酸酐化合物的用量过低,则无法提供足够的酸,无法转水。上述反应的温度可界于60℃至140℃之间,较佳界于70℃至130℃之间。上述反应的时间可界于45至120分钟,较佳界于60至90分钟。 若反应温度过高及/或反应时间过长,则酸价会不易控制,酸价会变低,转水困难。若反应温度过低及/或反应时间过短,则反应温度低,酸酐会不易反应,反应时间长,会有残留酸酐,树脂无法变澄清。上述酸酐化合物可为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、琥珀酸酐、均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、或上述的组合。在本发明的较佳实施例中,酸酐化合物具有两个或更多个酸酐取代基。可以理解的是,式3中的酸酐化合物仅用以举例,并非用以局限本发明。在其它实施例中,本领域技术人员自可采用其它种类的酸酐化合物。虽然式3的反应式中,酸酐化合物只与聚酯树脂进行一对一的反应,但一个酸酐化合物可与两个以上的聚酯树脂进行反应,即所谓的交联反应。未反应的羧酸基将决定酸化的有机硅改质聚酯树脂的酸价,酸价应控制于50至130之间,更佳界于60至120之间。若酸价过高,则导致成品的耐热性变差。若酸价过低,则无法转成水性。
(式3)
最后将10至30重量份的胺类化合物与酸化的有机硅改质聚酯树脂反应,形成水溶性有机硅改质聚酯树脂如式4所示。胺类化合物可将未反应的酸酐取代基开环形成胺基,并与胺基及未反应的羧酸基形成铵盐。胺类化合物的用量取决于酸化的有机硅改质聚酯树脂的酸价。若胺类化合物的用量过高,则PH高,成品的储安定性变差。若胺类化合物的用量过低,则无法转水。
(式4)
胺类化合物包括氨水,一级胺如甲基胺,二级胺如二乙基胺,三级胺如三乙基胺或三丁基胺,醇胺如二甲基乙醇胺、三乙醇胺、或2-胺基2-甲基-1-丙醇,或上述的组合。上述反应的温度界于室温至50℃之间,反应的时间界于30分钟至60分钟之间。若反应温度过高及/或反应时间过长,则反应物的黏度容易变高,甚至胶化。若反应温度过低及/或反应时间过短,则不易转水。经上述反应后,将得pH值界于6.5至9.0,更佳界于6.8至8.5之间的水溶性 有机硅改质聚酯树脂。
最后将上述水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物加入适当纯水,将固含量调至40至50重量%,即得透明黏稠的水溶性涂料。将上述涂料形成于基材上,于高温下烘烤硬化即可得硬化涂膜。制备方法可为涂布、喷涂、浸润、或类似成膜方法,而基材可为金属、合金、石材、或其它常见的基材材料。举例来说,基材可为不锈钢、铝、铝合金、镀铝铁板、或磷化铁板。经实验证实,上述硬化涂膜具有良好的硬度、耐热性、耐溶剂性、于室温下的铅笔硬度可达4H、且于180℃下的铅笔硬度可达2H。
与已知技艺相较,本发明实施例的合成的方法不同。本发明是先用聚酯与有机硅树脂在NMP或γ-丁内酯的两性溶剂下反应形成有机硅改质聚酯树脂后,再导入酸酐,形成带有酸价的有机硅改质聚酯树脂。再加入胺化合物中和形成一种盐类,形成水可溶的有机硅改质聚酯树脂。
适用于本发明实施例的酸酐,除了偏苯三甲酸酐还可以使用二酐化合物,如均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’联苯四甲酸二酐、或上述的组合物。使用二酐化合物来与有机硅改质聚酯树脂反应的主要好处在于高温烘烤时,这些二酐化合物有机会再与有机硅改质聚酯树脂中的羟基反应,增加树脂的交联密着、耐热性、及皮膜硬度。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举数实施例,作详细说明如下:
【实施例】
物性测试:
在下述实施例中,用以确认涂膜膜厚的测试方法为GB/T 13452.2-92,确认涂膜硬度的测试方法为GB/T 6739-1996,用以确认铅笔硬度的测试方法为附着力测试(ASTM D3359),且用以确认耐丁酮擦拭的测试方法为取棉花沾丁酮以1kg的施力来回擦拭100次,若不见基材表示此涂料耐丁酮擦拭。
实施例1
步骤1(合成聚酯多元醇树脂)
取1275重量份的三羟甲基丙烷,156重量份的新戊二醇及1304重量份的间苯二甲酸加到具有通氮气,冷凝管加热及机械搅拌装置的5公升反应槽内,将温度控制在200℃-240℃,待282.8重量份水脱出以后,及将酸价控制在10以下后,将温度降到180℃时,加入818重量份γ-丁基内酯,溶解聚酯多元醇。
步骤2(合成有机硅改质聚酯树脂)
取400重量份步骤1合成的聚酯多元醇、128.5重量份的有机硅树脂(购自瓦克(Wacker)的Silres H44)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及73重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管,加热装置及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小时可脱出约3.0重量份的水后,降温进行步骤3反应。
步骤3(酸化有机硅改质聚酯树脂)
将步骤2的产物降温到95℃后,加入70重量份的偏苯三甲酸酐(见式5),将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为90,再加入40重量份的二乙二醇单丁醚。
(式5)
步骤4(水可溶的有机硅改质聚酯树脂)
将步骤3所得的产物在室温加入75重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入300重量份的水,得到一个透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯25℃的黏度为1000cps,PH=6.8,固份为45%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上后,经过280℃烘烤10-15分钟成膜。室温下的皮膜硬度为4H,180℃的热硬度为2H。至于膜的其它物 性如表1所示。
实施例2
取400重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇,128.5重量份的有机硅树脂(购自瓦克(Wacker)的Silres H44)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及73重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小降温到95℃后,加入80重量份的邻苯二甲酸酐(见式6),将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为80,再加入73重量份的二乙二醇单丁醚。在室温加入64重量份的二甲基乙醇胺及7.0重量份的氨水(25%),搅拌30分钟后,再加入256重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为1850cps,PH=7.2,固份为45%。
(式6)
将上述水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟成膜。此膜于室温的皮膜硬度为3H,180℃的热硬度为HB。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例3
取400重量份实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇,125.8重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres REN 168),0.8重量份的钛酸四异丙酯,及73重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应3小降温到95℃后,加入108重量份的3,3’,4,4’联苯四甲酸二酐(见式7),将温度维持在110℃,搅拌1小时后,则得酸价为58,再加入60重量份的正丁醇。在40℃,加入45重量份的二甲基乙醇胺及8.5重量份的氨水(25%),搅拌30分钟后,再加 入470重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯25℃的黏度为7000cps,PH=7.6,固份为40%。
(式7)
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟成膜。此膜于室温下的皮膜硬度为4H,180℃的热硬度为3H。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例4
取400重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇、125.8重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres REN 168)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及73重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应3小降温到95℃后,加入120重量份的3,3’,4,4’二苯甲酮四甲酸二酐(见式8),将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为65,再加入60重量份的正丁醇。在40℃,加入50重量份的二甲基乙醇胺及9.0重量份的氨水(25%),搅拌30分钟后,再加入500重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为12300cps,PH=8.0,固份为40%。
(式8)
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分 钟成膜。室温下的皮膜硬度为4H,180℃的热硬度为3H。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例5
取400重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇、113.9重量份的有机硅树脂(购自道康宁(Dow Corning)的DC 217)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及61重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小降温到95℃后,加入70.6重量份的偏苯三甲酸酐(见式5),将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为87,再加入70重量份的乙二醇单丁醚及12重量份的正丁醇。在室温加入83重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入340重量份的纯水,得到一个透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为1000cps,酸价为PH=7.0,固份为41%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温的皮膜硬度为4H,180℃的热硬度为2H。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例6
取400重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇、128.5重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres H44)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及69重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小降温到95℃后,加入59.7重量份的偏苯三甲酸酐及30重量份的均苯四甲酸二酐(见式9),将温度维持在110℃,搅拌1小时后,则得酸价为76,再加入60重量份的二乙二醇单丁醚。在30-40℃,加入88重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入400重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为8500cps,PH=8.0,固份为40%。
(式9)
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温的皮膜硬度为4H,180℃的热硬度为H。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例7
取150重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇成品、280重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres H44)、0.9重量份的钛酸四异丙酯、及100重量份的γ-丁基内酯,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小降温到95℃后,加入80重量份的偏苯三甲酸酐,将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为102,再加入65重量份的二乙二醇单丁醚及14重量份的正丁醇。在40-50℃,加入85重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入202重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为900cps,PH=6.9,固份为40%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温的皮膜硬度为3H,180℃的热硬度为F。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例8
取533.3重量份的实施1的步骤1所合成的聚酯多元醇、44重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres H44)、0.8重量份的钛酸四异丙酯、及50重量份的N-甲基吡咯烷酮,加到具有通氮气装置冷凝管,加热装置及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在130-140℃,反应4小降温到95℃后,加入90重量份的偏苯三甲酸酐,将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,测 得酸价为110,再加入20重量份的丙二醇甲醚。在30-40℃,加入70重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入287重量份的水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为1350cps,PH=6.7,固份为47%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温的皮膜硬度为3H,180℃的热硬度为H。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例9
步骤1(合成聚酯多元醇树脂)
取1400重量份的三羟甲基丙烷、307重量份的己二酸、及695.2重量份的间苯二甲酸加到具有通氮气、冷凝管、及机械搅拌装置的3公升反应槽内,将温度控制在200℃-240℃,待220重量份的水脱出以后,及将酸价控制在10以下后,降低温度以停止反应。
取700重量份的步骤1所合成的聚酯多元醇、77.7重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres IC 678)、0.1重量份的钛酸四异丙酯、及104重量份的N-甲基吡咯酮,加到具有通氮气装置冷凝管、加热装置、及机械搅拌装置的3公升反应槽,将温度控制在120-125℃,反应4小降温到95℃后,加入156.3重量份的偏苯三甲酸酐,将温度维持在100-105℃,搅拌1小时后,测得酸价为111。在30-40℃,加入142.8重量份的二甲基乙醇胺及22重量份的氨水(25%),搅拌30分钟后,再加入850重量份的纯水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为800cps,酸价为PH=7.8,固份为45%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温的皮膜硬度为3H,180℃的热硬度为F。至于膜的其它物性如表1所示。
实施例10
取400重量份的实施例9的步骤1所合成的聚酯多元醇、227重量份的有机硅树脂(购自Wacker的Silres IC 678)、0.1重量份的钛酸四异丙酯、及 200重量份的N-甲基吡咯酮,加到具有通氮气装置冷凝管,加热装置及机械搅拌装置的2公升反应槽,将温度控制在120-125℃,反应4小降温到95℃后,加入130重量份的偏苯三甲酸酐,将温度维持在95-100℃,搅拌2小时后,则得酸价为106,再加入52重量份的正丁醇。在30-40℃,加入130重量份的二甲基乙醇胺,搅拌30分钟后,再加入500重量份的水,得到透明黏稠的水可溶有机硅改质聚酯,于25℃的黏度为3100cps,酸价为PH=8.2,固份为45%。
将水可溶的有机硅改质聚酯树脂喷涂在铝板上,经过280℃烘烤10-15分钟后成膜。此膜于室温下的皮膜硬度为3H,180℃的热硬度为2H。至于膜的其它物性如表1所示。
表1
虽然本发明以数个较佳实施例揭示如上,但其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作任意的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视随附的申请专利范围所界定的为准。
Claims (7)
1.一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,包括:
30至90重量份的聚酯树脂,其中该聚酯树脂具有9至17重量%的羟基;
70至10重量份的有机硅树脂,其中该有机硅树脂具有2至7重量%的硅羟基或13至20重量%的硅烷氧基,其结构如下:
R1 a(R2O)bSiO(4-a-b)/2;
其中a与b的总和界于0至4之间;
b大于0;
R1选自芳香基、烷基、或烯基;以及
R2选自氢或烷基;
10至60重量份的极性溶剂;
13至30重量份的酸酐化合物;以及
10至30重量份的胺类化合物;
其中该酸酐化合物包括均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、或上述的组合。
2.如权利要求1所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,其中该聚酯树脂由一多元醇与一多元酸反应而成,该多元醇包括三羟基乙烷、三羟基丙烷、甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、异戊四醇、1,6-己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、1,4-丁二醇、乙基丁基丙二醇、甲基丙二醇、或1,4-环己二甲醇,且该多元酸包括对苯二酸、间苯二酸、己二酸、或1,4-环己二甲酸。
3.如权利要求1所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,其中
a+b=1时的有机硅树脂为T,且T占有机硅树脂的30至100mole%;
a+b=2时的有机硅树脂为D,且D占有机硅树脂的0至15mole%;以及
a+b=3时的有机硅树脂为M,且M占有机硅树脂的0至20mole%。
4.如权利要求1所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,其中该极性溶剂包括N-甲基吡咯酮、γ-丁基内酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、第三丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、丙酮、或上述的组合。
5.如权利要求1所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物,其中该胺类化合物包括氨水、一级胺、二级胺、三级胺、醇胺、或上述的组合。
6.一种水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法,包括:
取一多元醇与一多元酸反应,形成一聚酯树脂,其中该聚酯树脂具有9至17重量%的羟基;
取30至90重量份的该聚酯树脂、70至10重量份的有机硅树脂、与0.01至0.5重量份的触媒,进行共聚缩合的脱水及/或脱醇反应,形成一有机硅改质聚酯树脂,其中该有机硅树脂具有2至7重量%的硅羟基或13至20重量%的硅烷氧基,其结构如下:
R1 a(R2O)bSiO(4-a-b)/2;
其中a与b的总和界于0至4之间;
b大于0;
R1选自芳香基、烷基、或烯基;以及
R2选自氢或烷基;
将13至30重量份的酸酐化合物与该有机硅改质聚酯树脂反应,形成一酸化的有机硅改质聚酯树脂;以及
将10至30重量份的胺类化合物与该酸化的有机硅改质聚酯树脂反应,形成一水溶性有机硅改质聚酯树脂;
其中该酸酐化合物包括均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、或上述的组合。
7.如权利要求6所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法,其中该触媒包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、或上述的组合。
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