CN103571313B - 一种羟烷基酰胺型高流平粉末涂料、该涂料用的聚酯树脂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种羟烷基酰胺高流平粉末涂料，包括聚酯树脂、固化剂、填料及助剂，所述聚酯树脂为无定形饱和聚酯树脂和半晶型饱和聚酯树脂，所述无定形饱和聚酯树脂与半晶型饱和聚酯树脂的配比在90﹕10~50﹕50。本发明还公开了其中的聚酯树脂及其制备方法。本发明的粉末涂料与现有技术相比，具有更好的水平流动性，有利于板面外观的提高，减少羟烷基酰胺体系中常见的厚膜针孔现象。

Description

一种羟烷基酰胺型高流平粉末涂料、该涂料用的聚酯树脂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种羟烷基酰胺高流平粉末涂料，本发明还涉及该涂料用的聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

随着世界工业涂料向环保型方向发展，粉末涂料作为无溶剂、省能源、无污染的涂料，正日益受到世界各国的重视。在耐候型粉末涂料中，以TGIC型与HAA（羟烷基酰胺）型应用最广泛，由于TGIC具有一定的毒性以及对环境带来危害，而HAA毒性较低，逐渐成为行业发展的趋势。在粉末涂料领域中，能替代溶剂型涂料获得一种高流平的装饰性效果一直是行业内追求的目标。在TGIC体系粉末涂料中。可以通过调节反应活性获得较好的流平效果，但是在HAA体系中粉末涂料中，HAA的反应活性较高，很难控制反应速度，一般获得的涂层流平性要比TGIC体系的差。业内常常通过降低体系树脂粘度获得流平性能，但改善程度有限。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种羟烷基酰胺高流平粉末涂料，该涂料具有极佳的流平性能以及综合性能，满足市场的需要。

本发明的目的之二是提供上述羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的聚酯树脂，所述聚酯树脂包括无定形饱和聚酯树脂和半晶型饱和聚酯树脂。

本发明的目的之三是提供上述羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的聚酯树脂的制备方法。

本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：一种羟烷基酰胺高流平粉末涂料，包括聚酯树脂、固化剂、填料及助剂，所述聚酯树脂为无定形饱和聚酯树脂和半晶型饱和聚酯树脂，所述无定形饱和聚酯树脂与半晶型饱和聚酯树脂的配比在90﹕10~50﹕50。

作为本发明的一个实施方式，所述羟烷基酰胺高流平粉末涂料包括以下重量百分比的组分：

无定形饱和聚酯树脂25%~50%

半晶型饱和聚酯树脂10%~30%

固化剂1%~4%

填料10%~40%

流平剂0.1%~5%

脱气剂0.1%~1%。

本发明中，所述粉末涂料还可以包括其他粉末涂料用的助剂，如光亮剂等，添加量均为0.1~1%。

本发明中，所述固化剂为羟烷基酰胺，如T105或者XL552。

所述的填料为钛白粉、硫酸钡、碳酸钙和重晶石中的一种或两种以上的混合。

所述的流平剂为GLP588、GLP505、GLP599或者PV88中的一种。

所述的脱气剂为安息香。

本发明中，所述无定形饱和聚酯树脂的酸值为28~34mgKOH/g，羟值都小于l0mgKOH/g，玻璃化转变温度为52~65℃，熔融粘度为2000~4000mPa?s。

作为本发明的一个实施方式，所述无定形饱和聚酯树脂由以下重量百分比原料经聚合而成：

多元醇25%~45%

多元酸40~70%

酸解剂4~15%

催化剂0.01%~0.2%。

所述多元醇为新戊二醇、乙二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇中的一种或者两种以上的混合；所述多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的一种或者两种以上的混合；所述酸解剂为间苯二甲酸和1，4-环己烷二甲酸中的一种或者两种；所述催化剂为有机锡类，如单丁基氧化锡。

所述无定形饱和聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：

（1）按配比往反应釜中加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后，依次加入多元酸和催化剂，开启氮气保护并逐步开始升温，当升温至250℃时进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；

（2）将酸解剂加入反应釜中反应3~5小时，当树脂酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚反应约2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为2000~4000mPa?s，即停止反应，解聚得到分子量均匀分布的无定形饱和聚酯树脂。

本发明中，所述半晶型饱和聚酯树脂的酸值为28~34mgKOH/g，羟值都小于l0mgKOH/g，熔融温度为110~130℃，熔融粘度为500~2000mPa?s。

作为本发明的一个实施方式，所述半晶型饱和聚酯树脂由以下重量百分比原料经聚合而成：

多元醇25%~45%

多元酸40~70%

酸解剂4~15%

催化剂0.01%~0.2%。

所述多元醇为1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇以及三羟甲基丙烷中的一种或者两种以上的混合；所述多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或者两种；所述酸解剂为间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸和己二酸中的一种或者两种；所述催化剂为有机锡类，如单丁基氧化锡。

所述半晶型饱和聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：

（1）按配比往反应釜中加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后，依次加入多元酸和酯化催化剂，开启氮气保护并逐步开始升温，当升温至250℃时进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；

（2）将酸解剂加入反应釜中反应3~5小时，当树脂酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚反应约2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为500~2000mPa?s，即停止反应，解聚得到分子量均匀分布的半晶型饱和聚酯树脂。

本发明的粉末涂料与现有技术相比，具有更好的水平流动性，有利于板面外观的提高，减少羟烷基酰胺体系中常见的厚膜针孔现象，半晶聚酯树脂与无定形聚酯树脂的混合使用对于涂层的流平性的获得了极大的提高。

具体实施方式

下面列举一部分具体的实施例子对本发明进行说明，无定形饱和聚酯树脂具体配方以及最后的树脂性能参数见表1；半晶型饱和聚酯树脂具体配方以及最后的树脂性能参数见表2。

无定形饱和聚酯树脂制备方法：在装有加热套、搅拌器、温度计、蒸馏柱和冷凝管的反应釜中，加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后加入依次加入对多元酸和催化剂，通氮气升温至180℃开始酯化反应并产生酯化水馏出，然后逐渐升温至250℃进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；接着加入酸解剂反应3~5小时，酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为2000~4000mPa?s，即停止反应。

半晶型饱和聚酯树脂制备方法：在装有加热套、搅拌器、温度计、蒸馏柱和冷凝管的反应釜中，加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后加入依次加入对多元酸和催化剂，通氮气升温至180℃开始酯化反应并产生酯化水馏出，然后逐渐升温至250℃进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；接着加入酸解剂反应3~5小时，酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为500~2000mPa?s，即停止反应。

选取上述实施例A~F合成的无定形饱和聚酯树脂与H~M合成的半晶型饱和聚酯树脂各一种按照一定的混合配比与T105、填料、流平剂、脱气剂按表3中的比例称好后混匀，用螺杆挤出机熔融分别挤出、压片、破碎，然后将片料粉碎过筛制成粉末涂料：

实施例1-6制备的粉末涂料采用静电喷枪喷涂在经表面处理（磷化）的金属板上，经180℃/10min固化，然后进行性能表征，性能测试结果如表4所示：

根据表4可知，对比实施例1~2，实施例3~6具有更大的水平流动性，这有利于板面外观的提高，减少羟烷基酰胺体系中常见的厚膜针孔现象，无定形饱和聚酯树脂和半晶型饱和聚酯树脂的混合使用对于涂层的流平性的获得了极大的提高。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，如不限于本发明所述的聚酯树脂的二步法制备方法，采用一步法制备方法，即将多元醇、芳香多元酸、脂肪多元酸、酸解剂和酯化催化剂混合均匀后进行酯化缩合反应，也是可以实现本发明的目的。因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种羟烷基酰胺高流平粉末涂料，其特征在于，包括聚酯树脂、固化剂、填料及助剂，所述固化剂为羟烷基酰胺，所述聚酯树脂为无定形饱和聚酯树脂和半晶型饱和聚酯树脂，所述无定形饱和聚酯树脂与半晶型饱和聚酯树脂的配比在90﹕10~50﹕50；所述无定形饱和聚酯树脂的酸值为28~34mgKOH/g ，羟值都小于l0mgKOH/g，玻璃化转变温度为52~65℃，熔融粘度为2000~4000mPa?s；所述半晶型饱和聚酯树脂的酸值为28~34mgKOH/g，羟值都小于l0mgKOH/g，熔融温度为110~130℃，熔融粘度为500~2000mPa?s。

2.根据权利要求1所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料，其特征在于，所述羟烷基酰胺高流平粉末涂料包括以下重量百分比的组分：

无定形饱和聚酯树脂25%~50%

半晶型饱和聚酯树脂10%~30%

固化剂1%~4%

填料10%~40%

流平剂0.1%~5%

脱气剂0.1%~1%。

3.根据权利要求2所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料，其特征在于，所述的填料为钛白粉、硫酸钡、碳酸钙和重晶石中的一种或两种以上的混合；所述的流平剂为GLP588、GLP505、GLP599或者PV88中的一种；所述的脱气剂为安息香。

4.根据权利要求2所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料，其特征在于，还包括光亮剂，所述光亮剂的含量为0.1%~1%。

5.一种权利要求1至4任一项所述羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的无定形饱和聚酯树脂，其特征在于，酸值为28~34mgKOH/g，羟值都小于l0mgKOH/g，玻璃化转变温度为52~65℃，熔融粘度为2000~4000mPa?s，由以下重量百分比原料经聚合而成：

多元醇25%~45%

多元酸40~70%

酸解剂4~15%

催化剂0.01%~0.2%。

6.根据权利要求5所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的无定形饱和聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇为新戊二醇、乙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或者两种以上的混合；所述多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的一种或者两种以上的混合；所述酸解剂为间苯二甲酸和1,4-环己烷二甲酸中的一种或者两种；所述催化剂为有机锡类。

7.权利要求5或6所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的无定形饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按配比往反应釜中加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后，依次加入多元酸和催化剂，开启氮气保护并逐步开始升温，当升温至250℃时进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；

（2）将酸解剂加入反应釜中反应3~5小时，当树脂酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚反应2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为2000~4000mPa?s，即停止反应，解聚得到分子量均匀分布的无定形饱和聚酯树脂。

8.一种权利要求1至4任一项所述羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的半晶型饱和聚酯树脂，其特征在于，酸值为28~34mgKOH/g，羟值都小于l0mgKOH/g，熔融温度为110~130℃，熔融粘度为500~2000mPa?s，由以下重量百分比原料经聚合而成：

多元醇25%~45%

多元酸40~70%

酸解剂4~15%

催化剂0.01%~0.2%。

9.根据权利要求8所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的半晶型饱和聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇为1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇以及三羟甲基丙烷中的一种或者两种以上的混合；所述多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或者两种；所述酸解剂为间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸和己二酸中的一种或者两种；所述催化剂为有机锡类。

10.权利要求8或9所述的羟烷基酰胺高流平粉末涂料用的半晶型饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按配比往反应釜中加入多元醇，升温至140℃至多元醇完全融化后，依次加入多元酸和催化剂，开启氮气保护并逐步开始升温，当升温至250℃时进行保温反应，共反应7~10小时至95%的酯化水排出后，酸值达到9~15mgKOH/g；

（2）将酸解剂加入反应釜中反应3~5小时，当树脂酸值达到40~46mgKOH/g时进行抽真空缩聚反应2~5小时，酸值达到28~34mgKOH/g，粘度为500~2000mPa?s，即停止反应，解聚得到分子量均匀分布的半晶型饱和聚酯树脂。