CN104893514A - 一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的配方及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的配方及其制备方法，其特征在于：该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒723.6～750.0g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.3～0.5mol、二元酸酐0.98～1.02mol、二元醇1.71～1.80mol、催化剂0.1%、耐高温填料10～25%、耐高温颜料3～10%、流平剂0.5～2%、固化剂25～40%。其中，所述的废旧PET颗粒的相对分子量为18000～23000，熔点≥260℃；所述的固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺中的一种；所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯；所述的耐高温填料为云母粉、硅石粉、滑石粉中的一种；所述的耐高温颜料为钛白粉、氧化铁红、络铁黑中的一种。该涂料具有流平性好、光泽度优、成本低、经济效益和社会效益均高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用废旧PET塑料制备聚酯/环氧树脂粉末涂料的配方和方法，属于涂料技术领域，具体地说是一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的配方及其制备方法。
背景技术
聚酯/环氧树脂具有良好的流平性、装饰性、机械性能和较强的耐腐蚀性，是热固性粉末涂料的一种，其采用环氧树脂和聚酯树脂为主要原材料制备而成，该涂料同时具备两者各自的独特性能，使得生产出的涂膜具有优异的耐候性、高丰满度、耐水性以及耐油性等，广范应用于各种室内金属制品的涂装，如汽车、家用电器、金属家具、仪器仪表、室内健身运动器材、散热器等行业的表面涂装。
目前，有关聚酯/环氧树脂的报道较多，都集中于功能性粉末涂料的制备，如专利CN1999642A公开了一种热敏性环氧树脂粉末涂料，采用咪唑型的低温固化剂、光引发剂和流平剂与低熔融温度的环氧树脂相互作用，实现了降低固化温度，提高固化速率的目的；CN1010838495A公开了一种氟硅改性环氧树脂粉末涂料，采用氟改性甲基丙烯酸环氧树脂和有机硅树脂作为基体，结合各种助剂，实现粉末涂料抗污、耐高温的目的。然而，他们都以环氧树脂与助剂直接结合进行制备，忽略环氧树脂与助剂之间的相容性与分散性，使制备的粉末涂料性能受到限制。
鉴于此，本发明人经过大量实验发现，在环氧树脂中添加一种聚甲基丙烯 酸缩水甘油酯聚合物，既可以改善环氧树脂与助剂之间的相容性和分散性，也能使其与环氧树脂一起固化，降低固化时间，提高固化速率，经文献检索发现，没有相关技术报道。
发明内容
为了克服现有环氧树脂粉末涂料存在的问题，本发明的目的在于：提供一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的配方及其制备方法，以废旧PET塑料以主要原料，通过添加聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物，实现降低生产成本的同时，提高环氧树脂与助剂之间的相容性和分散性，进而提高粉末涂料的机械性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒723.6～750.0g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.3～0.5mol、二元酸酐0.98～1.02mol、二元醇1.71～1.80mol、催化剂0.1%、耐高温填料10～25%、耐高温颜料3～10%、流平剂0.5～2%、固化剂25～40%。
所述的废旧PET颗粒的相对分子质量为18000～23000，熔点≥260℃。
所述的固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺中的其中一种。
所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯。
所述的耐高温填料为云母粉、硅石粉、滑石粉中的任意一种。
所述的耐高温颜料为钛白粉、氧化铁红、络铁黑中的任意一种。
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：该粉末涂料的优选配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒735.5g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.4mol、二元酸酐1.00mol、二元醇1.75mol、催化剂0.1%、耐高温填料18%、耐高温颜料6%、流平剂1.5%、固化剂33%。
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的制备方法，具体制备步骤包括：
（1）制备低熔点齐聚聚酯：将回收的废旧PET颗粒在250～260℃条件下用多元醇醇解，即可得相对分子质量为2000～5000的低熔点齐聚聚酯；
（2）制备聚酯/环氧树脂粉末涂料基料：将步骤（1）所制备的齐聚聚酯在200～220℃加入二元酸酐和酯化剂缩聚，制得酸值为3.05mgKOH/g，软化点约为85～105℃，玻璃化温度≤50℃的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（3）将步骤（2）所制备的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物在110～125℃条件下反应3～5h，即可得接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（4）将步骤（3）制备的接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与其他助剂一起搅拌反应12～24h即可制备得到聚酯/环氧树脂粉末涂料。
与现有聚酯/环氧树脂粉末涂料相比，本发明的有益效果在于：
（1）以废旧PET塑料为原料，降低生产成本，提高经济效益，也具有良好的社会效益；
（2）通过添加聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物，即可改善环氧树脂与助剂之间的相容性和分散性，也可使其与环氧树脂一起固化，降低固化时间，提高固化速率；
（3）本发明聚酯/环氧树脂粉末涂料具有优异的流平性、耐高温性能和抗污能力。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧 PET颗粒723.6g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.3mol、二元酸酐0.9mol、二元醇1.71mol、催化剂0.1%、耐高温填料10%、耐高温颜料3%、流平剂0.5%、固化剂25%。
所述的废旧PET颗粒的相对分子质量为18000，熔点为260℃。
所述的固化剂为脂肪族多胺。
所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯。
所述的耐高温填料为云母粉。
所述的耐高温颜料为钛白粉。
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料的制备方法，具体制备步骤包括：
（1）制备低熔点齐聚聚酯：将回收的废旧PET颗粒在250～260℃条件下用多元醇醇解，即可得相对分子质量为2800的低熔点齐聚聚酯；
（2）制备聚酯/环氧树脂粉末涂料基料：将步骤（1）所制备的齐聚聚酯在200～220℃加入二元酸酐和酯化剂缩聚，制得酸值为3.05mgKOH/g，软化点为85～105℃，玻璃化温度≤50℃的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（3）将步骤（2）所制备的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物在110～125℃条件下反应3～5h，即可得接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（4）将步骤（3）制备的接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与其他助剂一起搅拌反应12～24h即可制备得到聚酯/环氧树脂粉末涂料。
实施例2
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒735.5g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.4mol、二元酸酐1.00mol、二元醇1.75mol、催化剂0.1%、耐高温填料18%、耐高温颜料6%、流平剂1.5%、 固化剂33%。
所述的废旧PET颗粒的相对分子质量为20000，熔点为275℃。
所述的固化剂为脂肪族多胺。
所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯。
所述的耐高温填料为云母粉。
所述的耐高温颜料为钛白粉。
按照上述配方备料后，其具体的制备方法同实施例1。
实施例3
一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒750.0g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.5mol、二元酸酐1.02mol、二元醇1.80mol、催化剂0.1%、耐高温填料25%、耐高温颜料10%、流平剂2%、固化剂40%。
所述的废旧PET颗粒的相对分子质量为23000，熔点为305℃。
所述的固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺中的其中一种。
所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯。
所述的耐高温填料为云母粉、硅石粉、滑石粉中的任意一种。
所述的耐高温颜料为钛白粉、氧化铁红、络铁黑中的任意一种。
按照上述配方备料后，其具体的制备方法同实施例1。
为了验证本发明聚酯/环氧树脂粉末涂料的机械性能，采用随机抽样的方式进行测试，其结果见表1。
表1-聚酯/环氧树脂粉末涂料的机械性能指标
从表1可看出，采用本发明技术方案生产的聚酯/环氧树脂粉末涂料，具有良好的机械性能，其中以耐酸碱强度为最优，不仅能应用于室内涂料，也可广泛应用于室外涂料，能克服酸雨腐蚀的问题，保护材质完好无损。同时，通过实例1～3的对比可发现，实例2为最优配方，应予以着重保护。
Claims (8)
1.一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：该粉末涂料的配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒723.6～750.0g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.3～0.5mol、二元酸酐0.98～1.02mol、二元醇1.71～1.80mol、催化剂0.1%、耐高温填料10～25%、耐高温颜料3～10%、流平剂0.5～2%、固化剂25～40%。
2.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：该粉末涂料的优选配方组分以重量份计为：废旧PET颗粒735.5g、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物0.4mol、二元酸酐1.00mol、二元醇1.75mol、催化剂0.1%、耐高温填料18%、耐高温颜料6%、流平剂1.5%、固化剂33%。
3.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的废旧PET颗粒的相对分子质量为18000～23000，熔点≥260℃。
4.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺以及改性芳胺中的其中一种。
5.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的二元酸酐为二元酸酐淀粉酯。
6.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的耐高温填料为云母粉、硅石粉、滑石粉中的任意一种。
7.如权利要求1所述的一种聚酯/环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的耐高温颜料为钛白粉、氧化铁红、络铁黑中的任意一种。
8.一种根据权利要求1所述的聚酯/环氧树脂粉末涂料的制备方法，其特在于：该制备方法的具体步骤为：
（1）制备低熔点齐聚聚酯：将回收的废旧PET颗粒在250～260℃条件下用多元醇醇解，即可得相对分子质量为2000～5000的低熔点齐聚聚酯；
（2）制备聚酯/环氧树脂粉末涂料基料：将步骤（1）所制备的齐聚聚酯在200～220℃加入二元酸酐和酯化剂缩聚，制得酸值为3.05mgKOH/g，软化点约为85～105℃，玻璃化温度≤50℃的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（3）将步骤（2）所制备的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物在110～125℃条件下反应3～5h，即可得接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料；
（4）将步骤（3）制备的接枝改性的聚酯/环氧树脂粉末涂料基料与其他助剂一起搅拌反应12～24h即可制备得到聚酯/环氧树脂粉末涂料。
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