CN103755932B - 一种结晶聚酯树脂的制备方法及其在粉末涂料上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结晶聚酯树脂的制备方法，分为三个阶段，第一阶段为将配方量的醇投入反应釜，加热至110～125℃，待醇完全熔化，以130～150r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至220～235℃；第二阶段为降温至170—185℃，投入酸，升温至220～235℃；第三阶段降温至200～215℃抽真空，真空度为-0.09～-0.1MPa。本发明还公开了所制结晶聚酯树脂在粉末涂料上的应用。本发明结晶聚酯流平性好，储存稳定性高，可加工性强，大大改善了粉末涂层的流平性，涂层平整光滑，光泽度较高。对于耐冲击、附着力，硬度，耐候性等方面都有所改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料的制备方法及应用，具体为结晶聚酯树脂的制备方法及其在粉末涂料上的应用，属于涂料工业领域。
背景技术
粉末涂料近年来快速发展，越来越多的新型粉末涂料应用领域出现，对粉末涂料性能提出了更高的、更细节化的要求。目前粉末涂料聚酯市场的聚酯一般都是无定型的，无定型聚酯能满足粉末涂料的一般性能要求，但随着市场对粉末涂料聚酯性能要求越来越高，越来越细，无定型聚酯已无法满足目前粉末涂料市场日益增高的性能要求。从无定型聚酯角度讲，一些性能要求是相互矛盾的，几乎无法同时满足，或者说很难同时满足，比如同时要求储存稳定性和涂层流平性，以及优异的机械性能，对于无定型聚酯来讲，这都是相互矛盾的要求。
而结晶聚酯则可以同时满足这些要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决上述背景技术中提到的问题，提供一种结晶聚酯树脂的制备方法，本发明还提供了结晶聚酯树脂在粉末涂料上的应用，以期实现制得的粉末涂料性能更加优异，适用范围更广。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
一种结晶聚酯树脂的制备方法，所述方法分为三个阶段，具体步骤为：
（1）第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至110～125℃，待醇完全熔化，以130～150r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至220～235℃，维持酸值小于8mgKOH/g；
（2）第二阶段：降温至170—185℃，投入酸，升温至220～235℃，维持酸值为44～48mgKOH/g；
（3）第三阶段：降温至200～215℃抽真空，真空度为-0.09～-0.1MPa，维持酸值为31～35mgKOH/g。
所述结晶聚酯树脂由多元醇和多元酸通过酯化、缩聚反应合成，酸分为2次投入，第一阶段已经开始酯化反应，第二阶段随着酸的投入进一步促进酯化反应的进行，第三阶段通过将反应器抽真空，将酯化反应生成的水进一步脱出，从而使酯化反应继续向正方向进行。
所述醇为二元醇；所述二元醇为1,6-己二醇、1,4-丁二醇、乙二醇、环己烷二甲醇中的一种或几种。
所述第一阶段投入的酸为二元酸；所述二元酸为对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二酸或环己烷二甲酸其中的一种或几种。所述第二阶段投入的酸为己二酸。
所述酯化催化剂为单丁基氧化锡。
所述第一阶段投入的酸、醇、酯化催化剂和第二阶段投入的酸的质量比为300～600:240～500:1:50～100。
所述结晶聚酯树脂在粉末涂料上的应用，具体步骤为：将结晶聚酯树脂、端羧基聚酯树脂、固化剂、流平剂、颜料或填料、钛白粉、助剂、增光剂按配方比例均匀混合，再通过挤出装置挤出、压片、冷却、破碎、过筛，制备成粉末涂料，并将粉末涂料用静电喷涂的方式喷于样板上。
所述固化剂为常州市牛塘化工厂有限公司的TGIC（三环氧丙基异氰尿酸酯）；所述流平剂为德国德信利化学有限公司的PV88；所述颜料或填料为硫酸钡；所述助剂为安息香。
所述端羧基聚酯树脂、结晶聚酯树脂、固化剂、流平剂、颜料或填料、钛白粉、助剂、增光剂的质量比为160～200：14～22:12～16:2～4:80～90:45～55:1:1～11。
所述挤出装置为双螺杆挤出机。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点是：本发明结晶聚酯流平性好，储存稳定性高，可加工性强，在保持粉末涂料储存稳定性的同时，大大改善了粉末涂层的流平性，减少了涂层表面缺陷的产生，涂层平整光滑，光泽度较高。对于耐冲击、附着力，硬度，耐候性等方面都有所改善。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
实施例1
结晶聚酯树脂的制备：
第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至110℃，待醇完全熔化，以130r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至220℃，维持酸值5mgKOH/g；
第二阶段：降温至170℃，投入酸，升温至220℃，维持酸值为44mgKOH/g；
第三阶段：降温至200℃抽真空，真空度为-0.09MPa，维持酸值为31mgKOH/g。
实施例2
结晶聚酯树脂的制备：
第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至125℃，待醇完全熔化，以150r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至235℃，维持酸值8mgKOH/g；
第二阶段：降温至185℃，投入酸，升温至235℃，维持酸值为48mgKOH/g；
第三阶段：降温至215℃抽真空，真空度为-0.1MPa，维持酸值为35mgKOH/g。
实施例3
结晶聚酯树脂的制备：
第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至115℃，待醇完全熔化，以135r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至225℃，维持酸值6mgKOH/g；
第二阶段：降温至175℃，投入酸，升温至225℃，维持酸值为45mgKOH/g；
第三阶段：降温至205℃抽真空，真空度为-0.095MPa，维持酸值为32mgKOH/g。
实施例4
结晶聚酯树脂的制备：
第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至120℃，待醇完全熔化，以145r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至230℃，维持酸值7mgKOH/g；
第二阶段：降温至180℃，投入酸，升温至230℃，维持酸值为46mgKOH/g；
第三阶段：降温至210℃抽真空，真空度为-0.09MPa，维持酸值为33mgKOH/g。
实施例1～4酸、醇、酯化催化剂的投入量见表1。
表1各物质投入量（单位:g）
测试实施例1～4制得的结晶聚酯树脂A～D的性能，指标如表2所示，其中粘度反映了涂层的流平效果好，玻璃化温度反映了粉末涂料的储存稳定性高，熔点反映了产品的可加工性强。
表2
实施例5
将按照实施例1～4方法制得的结晶聚酯树脂A～D分别应用在粉末涂料上。应用方法为：将端羧基聚酯树脂、结晶聚酯树脂、固化剂TGIC、流平剂PV88、颜料或填料硫酸钡、钛白粉、助剂安息香、增光剂按配方比例均匀混合，再通过双螺杆挤出机挤出、压片、冷却、破碎、过筛，制备成粉末涂料，并将粉末涂料用静电喷涂的方式喷于样板上。本实施例端羧基聚酯树脂为安徽神剑新材料股份有限公司市售产品，产品型号为SJ4E。本实施例各组分配比见表3。
表3各组分配比(单位：g)
将组1～4制得的涂层按照国标进行性能测试。胶化时间根据GB/T16995-1997测试，光泽根据GB/T9754-2007测试，冲击根据GB/T1732-1993测试，附着力根据GB/T9286-1998测试，硬度根据ISO:18154：1998测试,保光率测试条件：240h/340灯管，储存稳定性测试条件：40℃/24h。
测试结果见表4。
表4
其中附着力等级：0-优，1-良，2-中，3-可，4-差，5-劣，保光率体现了耐候性，实验结果显示，相对于目前通用的无定型聚酯，本发明结晶聚酯在保持粉末涂料储存稳定性的同时，大大改善了粉末涂层的流平性，减少了涂层表面缺陷的产生，涂层平整光滑，光泽度较高。对于耐冲击、附着力，硬度，耐候性等方面都有所改善。
Claims (5)
1.一种结晶聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述方法分为三个阶段，具体步骤为：
(1)第一阶段：将配方量的醇投入反应釜，加热至110～125℃，待醇完全熔化，以130～150r/min的转速搅拌，再投入配方量的酸和酯化催化剂，升温至180℃，以5℃/30min的升温速度升温至220～235℃，维持酸值小于8mgKOH/g；
(2)第二阶段：降温至170～185℃，投入酸，升温至220～235℃，维持酸值为44～48mgKOH/g；
(3)第三阶段：降温至200～215℃抽真空，真空度为-0.09～-0.1MPa，维持酸值为31～35mgKOH/g；
制得结晶聚酯树脂A～D，性能指标如下所示；
所述醇为二元醇；所述二元醇为1,6-己二醇、1,4-丁二醇、乙二醇、环己烷二甲醇其中的一种或几种；
所述第一阶段投入的酸为二元酸；所述二元酸为对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二酸或环己烷二甲酸其中的一种或几种；
所述第二阶段投入的酸为己二酸。
2.如权利要求1所述的结晶聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述酯化催化剂为单丁基氧化锡。
3.如权利要求1所述的结晶聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述第一阶段投入的酸、醇、酯化催化剂和第二阶段投入的酸的质量比为300～600:240～500:1:50～100。
4.权利要求1所述的结晶聚酯树脂在粉末涂料上的应用，其特征在于：具体步骤为：将结晶聚酯树脂、端羧基聚酯树脂、固化剂、流平剂、颜料或填料、钛白粉、助剂、增光剂按配方比例均匀混合，所述端羧基聚酯树脂、结晶聚酯树脂、固化剂、流平剂、颜料或填料、钛白粉、助剂、增光剂的质量比为160～200：14～22:12～16:2～4:80～90:45～55:1:1～11；再通过挤出装置挤出、压片、冷却、破碎、过筛，制备成粉末涂料，并将粉末涂料用静电喷涂的方式喷于样板上；所述固化剂为TGIC；所述流平剂为PV88；所述颜料或填料为硫酸钡；所述助剂为安息香。
5.如权利要求4所述的结晶聚酯树脂在粉末涂料上的应用，其特征在于：所述挤出装置为双螺杆挤出机。
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