CN102850553B - 卷材涂料用的改性聚酯树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酯树脂制备技术领域，尤其是一种用在水性卷材涂料中的改性聚酯树脂的制备方法；本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硬度高、耐盐雾性好、附着力大的卷材涂料用改性的聚酯树脂的制备方法；通过特殊脂肪酸和环氧树脂对聚酯树脂进行改性，使其既有良好的溶解性，能少用甚至不用乙二醇丁醚、环己酮等危害性大的溶剂，减少了对人体和环境的危害，又兼有环氧树脂体系硬度高、耐盐雾性好、附着力大的特点，大大拓宽了改性聚酯涂料的应用范围；它具有制造方便，使用施工性好等特点。

Description

卷材涂料用的改性聚酯树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酯树脂制备技术领域，尤其是一种用在水性卷材涂料中的改性聚酯树脂的制备方法。
背景技术
水性涂料以水代替有机溶剂，可以很大程度上减少涂料生产过程中有机溶剂的使用和排放，水性涂料其有效性、成本和环境可接受性是显而易见的，因此，开发水性涂料成为了市场发展的主流。
而油性卷材涂料不仅生产过程危险性大，并且污染环境，含有甲苯、二甲苯等对人体有害物质，而水性卷材涂料作为环保涂料，对人体危害性小，并且VOC含量低等。
现在的卷材涂料用原材料主要由聚酯树脂、交联树脂、颜料、填料、助剂、溶剂六大类材料组成，并且聚酯树脂的重量达到总重量的30%以上，而且现在的聚酯树脂硬度低、附着力不高，耐腐蚀性特别是耐盐雾性差等缺点。
发明内容
作为熟悉涂料市场行情的供货商，天女制漆公司投入了上百万元的资金，组织项目研发小组，咨询国内外行业专家，深入市场调研，通过两年多的研发，终于开发出改性的聚酯树脂。
这种改性聚酯树脂，通过特殊脂肪酸和环氧树脂对聚酯树脂进行改性，使其既有良好的溶解性，能少用甚至不用乙二醇丁醚、环己酮等危害性大的溶剂，减少了对人体和环境的危害，又兼有环氧树脂体系硬度高、耐盐雾性好、附着力大的特点，大大拓宽了改性聚酯涂料的应用范围。
因而，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硬度高、耐盐雾性好、附着力大的卷材涂料用改性的聚酯树脂的制备方法。
用于生产卷材涂料的改性聚酯树脂是通过下列方法获得，在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入10-15g单酸、5-10g间苯二甲酸、10-16g对苯二甲酸、3-6g己二酸、18-25g甲基丙二醇、1.2-2.5g三羟甲甲基丙烷，加完后，升温到160℃保温3小时，接着升温到180℃保温1小时，然后再升温到200℃保温1小时，最后升温到220-230℃保温至物料透明，加入1.5-2.5g回流二甲苯，于220℃保温酯化反应2-3小时，测酸值低于3mgKOH/g时，降温到200℃加入(2-2.5)g偏苯三酸酐，再于220℃保温酯化反应，至测酸值低于15mgKOH/g时，降温到200℃加入6-12g604环氧树脂，在170-180℃保温0.5-1小时，称入25-30g 100号芳烃溶剂，5-8g丁醇进行兑稀；所得的改性聚酯树脂固含量为60.2%，粘度为110-135KU，酸值为5-9mgKOH/g，固体羟基含量为1.6-2.2%。
较优的方案中，流变助剂通过下列方法获得，如有机改性澎润土、气相二氧化硅等。
较优的方案中，封闭型聚氨酯固化剂通过下列方法获得，封闭型聚氨酯固化剂为含活泼氢原子的物质封闭的聚异氰酸酯，包括脂肪族和芳香族异氰酸酯。
较优的方案中，溶剂通过下列方法获得，如100号芳烃、二甲苯、丙二醇甲醚。
本发明的核心部分是选用改性聚酯树脂，用脂肪酸和环氧树脂对聚酯树脂进行改性后，提供树脂更好的溶解性和更优异的涂膜的机械性能。用特殊的脂肪酸引入聚酯树脂中，通过羟基与羧基间的反应，将脂肪酸的碳链引入聚酯树脂分子链上，改善了聚酯树脂与其他树脂的混容性和漆膜柔韧性。再将环氧树脂接枝到聚酯树脂中去，与环氧树脂中的环氧基进行开环反应接枝到树脂的链段中，使其也具备了环氧树脂硬度高、耐溶剂性优良、附着力好的特性，并改善了聚酯树脂和多数环氧树脂冷拼不混溶的现象。
在催化剂催化作用下，通过改性聚酯树脂与氨基树脂及封闭型聚氨酯固化剂化学交联固化，干燥速度快，并形成了具有综合性能优异的涂膜。通过防锈颜填料的作用，使涂膜对与底材局有更加优异的附着力，并进一步提高耐化学腐蚀性能。
通过分散剂的作用，改善对颜料润湿和分散，减少研磨过程所需时间；使颜料解絮凝，增进了光泽和流平，防止浮色、发花。
通过流变助剂的作用，赋予涂料触变性，达到防沉效果。在涂料的施工使用过程中能保持长时间的低粘度的均匀状态。
在溶剂挥发和涂料成膜过程中，通过改性聚酯树脂与交联树脂的固化、溶剂的介面作用，使得溶剂从涂膜中挥发与涂膜的干燥的达到最佳的时间，从而使漆膜表面平整光滑，漆膜性能良好。
本发明的涂料有以下优点:
产品的改性聚酯树脂，通过脂肪酸的改性，增加了树脂的溶解性，提高了与其他树脂的混容性和漆膜柔韧性，减少了危害性溶剂乙二醇丁醚、环己酮使用，降低了对环境和人体的危害。再引入环氧树脂，改善了涂膜的耐化学品性能，提高了漆膜的硬度和附着力。并且制造方便，使用施工性好等特点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
改性的聚酯树脂的制备：
在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入10g单酸、5g间苯二甲酸、10g对苯二甲酸、3g己二酸、18g甲基丙二醇、1.2g三羟甲甲基丙烷，加完后，升温到160℃保温3小时，接着升温到180℃保温1小时，然后再升温到200℃保温1小时，最后升温到220-230℃保温至物料透明，加入1.5g回流二甲苯，于220℃保温酯化反应2-3小时，测酸值低于3mgKOH/g时，降温到200℃加入2g偏苯三酸酐，再于220℃保温酯化反应，至测酸值低于12.8mgKOH/g时，降温到200℃加入6g604环氧树脂，在170-180℃保温0.5-1小时，称入25g 100号芳烃溶剂，5g丁醇进行兑稀。所得的改性聚酯树脂固含量为60.2%，粘度为110KU，酸值为7.3mgKOH/g，固体羟基含量为1.83%。
实施例2
改性的聚酯树脂的制备：
在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入12g单酸、10g间苯二甲酸、15g对苯二甲酸、4.5g己二酸、20.5g甲基丙二醇、2.1g三羟甲甲基丙烷，加完后，升温到160℃保温3小时，接着升温到180℃保温1小时，然后再升温到200℃保温1小时，最后升温到220-230℃保温至物料透明，加入2g回流二甲苯，于220℃保温酯化反应2-3小时，测酸值低于3mgKOH/g时，降温到200℃加入2.5g偏苯三酸酐，再于220℃保温酯化反应，至测酸值低于14.8mgKOH/g时，降温到200℃，称入30g 100号芳烃溶剂，6g丁醇进行兑稀。所得的改性聚酯树脂固含量为60.2%，粘度为112KU，酸值为8.5mgKOH/g，固体羟基含量为1.70%。
实施例3：
改性的聚酯树脂的制备：
在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，称入15g单酸、10g间苯二甲酸、16g对苯二甲酸、6g己二酸、25g甲基丙二醇、2.5g三羟甲甲基丙烷，加完后，升温到160℃保温3小时，接着升温到180℃保温1小时，然后再升温到200℃保温1小时，最后升温到220-230℃保温至物料透明，加入2.5g回流二甲苯，于220℃保温酯化反应2-3小时，测酸值低于3mgKOH/g时，降温到200℃加入2.5g偏苯三酸酐，再于220℃保温酯化反应，至测酸值低于14.8mgKOH/g时，降温到200℃，称入30g 100号芳烃溶剂，12g丁醇进行兑稀。所得的改性聚酯树脂固含量为60.2%，粘度为135KU，酸值为9mgKOH/g，固体羟基含量为2.2%。
实施例4：
在分散釜中，投入455g的实施例1制备的改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入250g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉、40g磷酸锌，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的75g氨基树脂、45g封闭型聚氨酯固化剂、6g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
实施例5：
在分散釜中，投入455g的实施例2制备的改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入250g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉、40g磷酸锌，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的75g氨基树脂、45g封闭型聚氨酯固化剂、6g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
实施例6：
在分散釜中，投入455g的实施例3制备的改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入250g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉、40g磷酸锌，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的75g氨基树脂、45g封闭型聚氨酯固化剂、10g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
实施例7：
在分散釜中，投入455g的改实施例1改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入290g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的75g氨基树脂、45g封闭型聚氨酯固化剂、10g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
实施例8：
在分散釜中，投入455g的改实施例1改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入250g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉、40g磷酸锌，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的135g氨基树脂、10g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
实施例9：
在分散釜中，投入455g的改实施例1改性聚酯树脂、8.0g分散剂、60g100号芳烃、15g二甲苯、35g甲醚，进行搅拌，并依次加入250g特白粉、60g钛白粉、15g锶铬黄、6.0g锌铬黄、12g有机膨润土粉、40g磷酸锌，研磨分散至细度达到25μm，加入余下的70g封闭型聚氨酯固化剂、10g酸催化剂，搅拌均匀，用剩下的10g100号芳烃、25g甲醚溶剂调整粘度。
将上述1-8实施例中4-8实施例进行卷材底漆性能测试试验，见附表1。
附表1：

Claims (1)

1.一种卷材涂料用的改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于：在一个装有搅拌器、冷凝器、加热器的反应器中，加入10-15g单酸、5-10g间苯二甲酸、10-16g对苯二甲酸、3-6g己二酸、18-25g甲基丙二醇、1.2-2.5g三羟甲甲基丙烷，升温到160℃保温3小时，接着升温到180℃保温1小时，然后再升温到200℃保温1小时，最后升温到220-230℃保温至物料透明，加入1.5-2.5g回流二甲苯，于220℃保温酯化反应2-3小时，测酸值低于3mgKOH/g时，降温到200℃加入2-2.5g偏苯三酸酐，再于220℃保温酯化反应，至测酸值低于15mgKOH/g时，降温到200℃加入6-12g604环氧树脂，在170-180℃保温0.5-1小时，称入25-30g100号芳烃溶剂，5-8g丁醇进行兑稀；所得的改性聚酯树脂固含量为60.2％，粘度为110-135KU，酸值为5-9mgKOH/g，固体羟基含量为1.6-2.2％。
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