CN103554454A - 一种户外型聚酯树脂及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种户外型聚酯树脂及其生产工艺，所述的工艺如下：将精对苯二甲酸和新戊二醇经过酯化→缩聚→抽真空、脱水→封端→过滤→冷却→粉碎→包装入库，后得到户外型聚酯树脂，所述聚酯树脂特性参数如下：酸值30-35mgKOH/g，软化点110-125℃，粘度350-450泊，固化条件190℃/15min，成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7；本发明所生产的是适用于户外的聚酯树脂，粘度大，保证了涂料与底材的一定的粘合性，提高涂料的附着效果；本产树脂，提高了涂料在户外的使用寿命；同时在反应过程中添加乙二醇参加缩聚反应，以提高成品的硬度、增加产品的抗冲击性和柔品的聚酯树脂的流平性较低，在成膜过程中不会产生表面张力梯度，由此生产的成品涂料适用于底材湿润的材料的涂刷操作。
Description
技术领域
本发明涉及用于制备热固型粉末涂料用的添加剂领域，一种用于户外型涂料的聚酯树脂及其生产工艺。
背景技术
涂料用聚酯树脂一般不单独成膜，主要用于配置聚酯-氨基烘漆，聚酯型聚氨酯漆，聚酯型粉末涂料和不饱和聚酯漆，属于中、高档涂料，所述涂膜光泽高，丰满度好，耐候性强，而且也具有很好的附着力、硬度、抗冲击性、保光性、保色性、高温抗变黄等优点，同时，由于聚酯树脂的合成单体多，选择余地大，大分子配方设计理论成熟，可以通过丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂及氟树脂进行改性，因此，聚酯树脂在涂料行业的地位不断提高，产量越来越大，应用也日益拓展。
工业生产中经常采用直接酯化法生产膜用聚酯树脂，直接酯化法为将精对苯二甲酸和醇类按比例送入酯化釜中进行直接酯化反应，然后在进行缩聚反应，这一方法制得的产品热稳定性好，也易得到高分子量的聚合物。
在普通的聚酯树脂的合成方法单一，仅仅采用精对苯二甲酸和新戊二醇进行合成，不具有其他特殊的功能；而对于户外使用膜或者涂料的中，抗紫外线为其必要的功能之一。而在合成过程中，加入间苯二甲酸后，生成的聚酯树脂的具有抗紫外线老化的功能，而对于户外应用的膜类材料，需要其抗冲击性和硬度需要一定的提高，在缩聚过程中加入乙二醇用于增加材料硬度、抗冲击性和柔韧型。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种抗冲击性和耐候性好，能用于户外涂料的聚酯树脂的生产工艺。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种户外型聚酯树脂的生产工艺，所述的工艺如下：将精对苯二甲酸和新戊二醇经过酯化→缩聚→抽真空、脱水→封端→过滤→冷却→粉碎→包装入库，后得到户外型聚酯树脂，所述聚酯树脂特性参数如下：酸值30-35mgKOH/g,软化点110-125℃，粘度350-450泊，固化条件190℃/15min,成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7。
本发明所述的具体生产步骤如下：
酯化：将摩尔质量比为1:1.05-1.15的精对苯二甲酸和新戊二醇依次加入到反应釜中，所述飞反应釜用导热油作载体，在250℃的温度条件下，混合搅拌12-15h；
缩聚：酯化反应完成后，降低反应温度，在反应釜内温度在200℃的条件下加入质量比为总反应质量比的10%-15%的间苯二甲酸进行缩聚反应，反应3-5h；
抽真空、脱水：在进行缩聚反应的过程中，将反应釜抽真空，抽出来的废气主要为水蒸气，废气中含有少量的反应物气体，抽真空的废气经循环冷却后凝结成酯化废水；
封端：加入少量偏苯三酸酐进入反应釜中，使聚合产物有-OH封端变成-COOH封端，反应1h；
过滤：反应釜中的液态聚酯树脂经100目的过滤筛网进行过滤，去除杂质；
冷却：过滤完成后，采用常温条件下的循环冷却水将导热油冷却，降低反应釜温度，以达到冷却树脂的目的；
粉碎：冷却的固体聚酯树脂采用粉碎机粉碎，成粉末；
包装入库：将粉碎后的聚酯树脂经过包装后得到反应成品。
本发明所述的缩聚过程中，添加乙二醇辅助反应，所述加入的乙二醇与加入间苯二甲酸的摩尔比为1.06-1.1:1，加入完成后，继续反应2-5h，通过在聚酯树脂缩聚过程中加入一定比例的乙二醇，增加了产物的硬度，提高了产物的抗冲击性和柔韧型，适用于弹性和抗压性涂料的制备。
本发明所述抽真空以及脱水步骤中，保证蒸汽出口的温度不超过100℃，当超过100℃则需要降低反应釜的反应温度，蒸汽的温度为100℃，当温度超过100℃的时候，反应中抽出的气体中就含有较多的反应物气体杂质；该杂质不仅影响反应废气的处理，而且降低了反应产物的得率，提高了企业生产和后处理的成本；因此通过适当降低反应釜的反应温度，来调控蒸汽出口的蒸汽温度，保证反应物的少量流失。
本发明所述的缩聚过程中采用氧化锡作为反应的催化剂；氧化锡作为催化剂参与缩聚过程，可以加快缩聚进程，而且反应之后该物质有重新复原，没有损耗，反应后不需分离，不影响树脂性能。
本发明的优点在于：本发明所生产的是适用于户外的聚酯树脂，因此在反应的过程中添加间苯二甲酸参加缩聚反应，提高了产物的抗紫外线的性能，提高了涂料在户外的使用寿命；同时在反应过程中添加乙二醇参加缩聚反应，以提高成品的硬度、增加产品的抗冲击性和柔韧性，由此生产的成品涂料以适用于长时间机械运动的底材或者机械外壳底材；本产品的粘度较大，保证了涂料与底材的一定的粘合性，提高涂料的附着效果；本产品的聚酯树脂的流平性较低，在成膜过程中不会产生表面张力梯度，由此生产的成品涂料适用于底材湿润的材料的涂刷操作。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：本发明所述的一种户外型聚酯树脂的生产的具体制备方法如下：酯化：将摩尔质量比为1:1.05的精对苯二甲酸和新戊二醇依次加入到反应釜中，所述飞反应釜用导热油作载体，在250℃的温度条件下，混合搅拌12h；
缩聚：酯化反应完成后，降低反应温度，在反应釜内温度在200℃的条件下加入质量比为总反应质量比的10%的间苯二甲酸进行缩聚反应，反应3h；添加乙二醇辅助反应，所述加入的乙二醇与加入间苯二甲酸的摩尔比为1.06:1，加入完成后，继续反应2h
抽真空、脱水：在进行缩聚反应的过程中，将反应釜抽真空，抽出来的废气主要为水蒸气，废气中含有少量的反应物气体，抽真空的废气经循环冷却后凝结成酯化废水；
封端：加入少量偏苯三酸酐进入反应釜中，使聚合产物有-OH封端变成-COOH封端，反应1h；
过滤：反应釜中的液态聚酯树脂经100目的过滤筛网进行过滤，去除杂质；
冷却：过滤完成后，采用常温条件下的循环冷却水将导热油冷却，降低反应釜温度，以达到冷却树脂的目的；
粉碎：冷却的固体聚酯树脂采用粉碎机粉碎，成粉末；
包装入库：将粉碎后的聚酯树脂经过包装后得到反应成品。
得到的成品聚酯树脂的特性参数如下：酸值31mgKOH/g,软化点120-122℃，粘度400-425泊（165℃），固化条件190℃/15min,成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7。
实施例2：本发明所述的一种户外型聚酯树脂的生产的具体制备方法如下：酯化：将摩尔质量比为1: 1.15的精对苯二甲酸和新戊二醇依次加入到反应釜中，所述飞反应釜用导热油作载体，在250℃的温度条件下，混合搅拌15h；
缩聚：酯化反应完成后，降低反应温度，在反应釜内温度在200℃的条件下加入质量比为总反应质量比的15%的间苯二甲酸进行缩聚反应，反应5h；添加乙二醇辅助反应，所述加入的乙二醇与加入间苯二甲酸的摩尔比为1.1:1，加入完成后，继续反应5h；
抽真空、脱水：在进行缩聚反应的过程中，将反应釜抽真空，抽出来的废气主要为水蒸气，废气中含有少量的反应物气体，抽真空的废气经循环冷却后凝结成酯化废水；
封端：加入少量偏苯三酸酐进入反应釜中，使聚合产物有-OH封端变成-COOH封端，反应1h；
过滤：反应釜中的液态聚酯树脂经100目的过滤筛网进行过滤，去除杂质；
冷却：过滤完成后，采用常温条件下的循环冷却水将导热油冷却，降低反应釜温度，以达到冷却树脂的目的；
粉碎：冷却的固体聚酯树脂采用粉碎机粉碎，成粉末；
包装入库：将粉碎后的聚酯树脂经过包装后得到反应成品。
得到的成品聚酯树脂的特性参数如下：酸值35mgKOH/g,软化点124-125℃，粘度350-385泊（165℃），固化条件190℃/15min,成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7。
实施例3：本发明所述的一种户外型聚酯树脂的生产的具体制备方法如下：酯化：将摩尔质量比为1: 1.1的精对苯二甲酸和新戊二醇依次加入到反应釜中，所述飞反应釜用导热油作载体，在250℃的温度条件下，混合搅拌15h；
缩聚：酯化反应完成后，降低反应温度，在反应釜内温度在200℃的条件下加入质量比为总反应质量比的12%的间苯二甲酸进行缩聚反应，反应4h；添加乙二醇辅助反应，所述加入的乙二醇与加入间苯二甲酸的摩尔比为1.08:1，加入完成后，继续反应3h
抽真空、脱水：在进行缩聚反应的过程中，将反应釜抽真空，抽出来的废气主要为水蒸气，废气中含有少量的反应物气体，抽真空的废气经循环冷却后凝结成酯化废水；
封端：加入少量偏苯三酸酐进入反应釜中，使聚合产物有-OH封端变成-COOH封端，反应1h；
过滤：反应釜中的液态聚酯树脂经100目的过滤筛网进行过滤，去除杂质；
冷却：过滤完成后，采用常温条件下的循环冷却水将导热油冷却，降低反应釜温度，以达到冷却树脂的目的；
粉碎：冷却的固体聚酯树脂采用粉碎机粉碎，成粉末；
包装入库：将粉碎后的聚酯树脂经过包装后得到反应成品。
得到的成品聚酯树脂的特性参数如下：酸值30mgKOH/g,软化点110-112℃，粘度425-450泊（165℃），固化条件190℃/15min,成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7。
由上表可以看出，本发明所述的聚酯树脂其酸值较大，软化点较高，粘度大，保证了涂料与底材的的粘合性，提高涂料的附着效果，同时其流平性较差，保证了涂刷后材料的的抗冲击性和柔韧性，同时该涂料具有良好的抗紫外线性，在长时间的日光处理后还能保证其良好的工作性能，由此生产的成品涂料以适用于长时间处于户外的机械运动的底材或者机械外壳底材，实用范围广。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种户外型聚酯树脂及其生产工艺，其特征在于，所述的工艺如下：将精对苯二甲酸和新戊二醇经过酯化→缩聚→抽真空、脱水→封端→过滤→冷却→粉碎→包装入库，后得到户外型聚酯树脂，所述聚酯树脂特性参数如下：酸值30-35mgKOH/g,软化点110-125℃，粘度350-450泊（165℃），固化条件190℃/15min,成品中聚酯树脂和环氧树脂的质量比例为93:7。
2.根据权利要求1所述的户外型聚酯树脂的生产工艺，其特征在于，所述的具体生产步骤如下：
酯化：将摩尔质量比为1:1.05-1.15的精对苯二甲酸和新戊二醇依次加入到反应釜中，所述飞反应釜用导热油作载体，在250℃的温度条件下，混合搅拌12-15h；
缩聚：酯化反应完成后，降低反应温度，在反应釜内温度在200℃的条件下加入质量比为总反应质量比的10%-15%的间苯二甲酸进行缩聚反应，反应3-5h；
抽真空、脱水：在进行缩聚反应的过程中，将反应釜抽真空，抽出来的废气主要为水蒸气，废气中含有少量的反应物气体，抽真空的废气经循环冷却后凝结成酯化废水；
封端：加入少量偏苯三酸酐进入反应釜中，使聚合产物有-OH封端变成-COOH封端，反应1h；
过滤：反应釜中的液态聚酯树脂经100目的过滤筛网进行过滤，去除杂质；
冷却：过滤完成后，采用常温条件下的循环冷却水将导热油冷却，降低反应釜温度，以达到冷却树脂的目的；
粉碎：冷却的固体聚酯树脂采用粉碎机粉碎，成粉末；
包装入库：将粉碎后的聚酯树脂经过包装后得到反应成品。
3.根据权利要求2所述的户外型聚酯树脂的生产工艺，其特征在于，所述的缩聚过程中，添加乙二醇辅助反应，所述加入的乙二醇与加入间苯二甲酸的摩尔比为1.06-1.1:1，加入完成后，继续反应2-5h。
4.根据权利要求2所述的户外型聚酯树脂的生产工艺，其特征在于，所述抽真空以及脱水步骤中，保证蒸汽出口的温度不超过100℃，当超过100℃则需要降低反应釜的反应温度。
5.根据权利要求2所述的户外型聚酯树脂的生产工艺，其特征在于，所述的缩聚过程中采用氧化锡作为反应的催化剂。
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