CN104910765A - 一种高强度改性聚酯树脂涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：纳米二氧化钛改性聚酯树脂50-80份、端羧基聚丁二烯3-10份、端羟基聚丁二烯橡胶3-10份、异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-10份、氨基树脂5-10份、碳化硅2-15份、聚丙烯腈纤维3-10份、蒙脱土2-8份、异辛酸锌0.1-1份、对甲苯磺酸钠0.1-0.5份、溶剂12-25份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2-1份、硅烷偶联剂KH5602-5份、磷酸三苯酯0.5-1.5份、助剂1-5份。本发明提出的高强度改性聚酯树脂涂料，其强度高，韧性好，固化时收缩率小，防沾污性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高强度改性聚酯树脂涂料。
背景技术
聚酯树脂具有金属附着力好、硬度高、耐化学腐蚀性能优异、加工性能良好的特点，在室温、常压下可以固化成型，目前已被广泛应用在交通、电气、建筑、生活用品等领域，在涂料行业中应用也非常广泛。但是聚酯树脂存在收缩率大、韧性不高、强度低的缺点，限制了其在高性能涂料中的应用。为了改善涂料的性能，满足特定场合的需要，需要对其进行改性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度改性聚酯树脂涂料，其强度高，韧性好，固化时收缩率小，防沾污性能优异。
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
优选地，其原料中，纳米二氧化钛改性聚酯树脂、端羧基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯橡胶、异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比为60-75：5-8：4-9：3-8。
优选地，异辛酸锌、对甲苯磺酸钠、磷酸三苯酯的重量比为0.3-0.8：0.2-0.5：0.7-1.3。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：
优选地，其原料按重量份包括以下组分：
优选地，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛和乙烯基三乙氧基硅烷加入乙醇中，加热至45-60℃后搅拌1.5-3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；将顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸、己二醇和改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至140-160℃，反应1.5-2.5h，升温至175-190℃，反应2-3h，然后减压反应1-2.5h，降温至150-160℃后加入石蜡和双环戊二烯，降温至110-135℃后加入苯乙烯和2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌50-100min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
优选地，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将30-50份纳米二氧化钛和0.3-1份乙烯基三乙氧基硅烷加入60-100份乙醇中，加热至50-56℃后搅拌2-3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将1-3份顺丁烯二酸酐、2-5份间苯二甲酸、10-18份己二醇和0.3-1份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至145-155℃，反应2-2.5h，升温至180-190℃，反应2.3-2.7h，然后减压反应1.8-2.5h，降温至156-160℃后加入0.1-0.3份石蜡和0.5-1.2份双环戊二烯，降温至120-130℃后加入0.5-1份苯乙烯和0.1-0.5份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌70-85min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
优选地，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将45份纳米二氧化钛和0.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入80份乙醇中，加热至53℃后搅拌2.6h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将2.3份顺丁烯二酸酐、3.8份间苯二甲酸、10份己二醇和0.35份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至150℃，反应2.3h，升温至186℃，反应2.5h，然后减压反应2h，降温至158℃后加入0.15份石蜡和0.8份双环戊二烯，降温至126℃后加入0.7份苯乙烯和0.25份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌80min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
优选地，减压反应时，真空度为0.1-0.25MPa。
优选地，所述溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异丁酸异丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯和甲基异戊基酮中的一种或者多种的组合。
聚酯树脂耐热性和耐候性好，本发明纳米二氧化钛改性聚酯树脂中，选择了顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸、己二醇进行反应，调整了三者的比例，优化了反应的工艺，并引入了双环戊二烯、苯乙烯和2,4-甲苯二异氰酸酯，使得到的纳米二氧化钛改性聚酯树脂交联聚合反应完全，树脂表面不出现发粘、不平整的现象，固化的过程中，表面平整光滑，耐刮伤性好，同时将纳米二氧化钛引入改性聚酯树脂中，形成了无机-有机高分子杂化材料，提高了纳米二氧化钛的分散性，且杂化材料的界面结合强度增加，不易发生脱落，与碳化硅、蒙脱土配合后相容性好，提高了涂料的强度、抗菌性、防玷污性、阻燃性、热稳定性、抗腐蚀性和耐候性，减少了涂料的体积收缩率，提高了涂料的韧性，改善了涂料的综合性能，同时将乙烯基三乙氧基硅烷引入到体系中，进一步改善了涂料的耐热性和耐候性；加入的硅烷偶联剂KH560在体系中，起到了桥梁的作用，提高了各种填料与体系的相容性，提高了两者之间的界面结合力，进一步改善了各种填料的补强性能；另外，磷酸三苯酯的加入，与纳米二氧化钛改性聚酯树脂配合，进一步改善了体系的阻燃性；端羧基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯橡胶与异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物配合加入到体系中，并调节了三者与纳米二氧化钛改善聚酯树脂的比例，使三者在基体中分散均匀，提高了体系的柔韧性，降低了涂料固化时的体积收缩率，提高柔韧性；聚丙烯腈纤维的加入提高了体系的耐腐蚀性，与碳化硅、蒙脱土配合进一步提高体系的强度；5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮加入到涂料中具有抗菌作用，改善了体系的耐候性。
对所述高强度改性聚酯树脂涂料进行性能检测，其硬度为1-2H(GB/T6739-2006)，附着力为0-1级(GB/T9286-1998),耐50cm/kg冲击合格(GB/T1732-1993)，拉伸强度352-373MPa(GB/T1447-2005)，弯曲强度333-358MPa(GB/T1449-2005)，氧指数35.3-36.8％(GB/T8924-2005)，压缩强度200-225MPa(GB/T1448-2005)，冲击强度339-366KJ/m2(GB/T1451-2005)；由以上数据可知，所述高强度改性聚酯树脂涂料综合性能良好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
在具体实施例中，本发明提出一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料中，纳米二氧化钛改性聚酯树脂的重量份可以为50、53、55、56、57、58、59.4、62、65、67、69、72、74、76、78.6、79、79.3、80份；端羧基聚丁二烯的重量份可以为3、4、5、6、6.5、7、7.4、8、8.5、9、9.2、10份；端羟基聚丁二烯橡胶的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量份可以为3、4、5、6、6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.4、10份；氨基树脂的重量份可以为5、6、7、8、8.5、9、9.2、10份；碳化硅的重量份可以为2、3、4、5、5.6、7、7.8、9、9.3、10、11、12、13、14.5、15份；聚丙烯腈纤维的重量份可以为3、5、6、7、7.4、8、8.9、9.3、10份；蒙脱土的重量份可以为2、3、4、5、5.3、7、7.8、8份；异辛酸锌的重量份可以为0.1、0.2、0.56、0.8、0.9、1份；对甲苯磺酸钠的重量份可以为0.1、0.12、0.18、0.3、0.45、0.5份；溶剂的重量份可以为12、13、14、15、15.6、16、16.7、18、19、21、22、23、24.5、25份；5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的重量份可以为0.2、0.3、0.4、0.45、0.5、0.67、0.8、0.9、1份；硅烷偶联剂KH560的重量份可以为2、2.3、2.5、2.67、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、4.8、5份；磷酸三苯酯的重量份可以为0.5、0.6、0.78、0.9、1、1.2、1.3、1.45、1.5份；助剂的重量份可以为1、1.3、1.8、2、2.5、3、3.4、4、4.6、5份。
实施例1
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
实施例2
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
其中，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛和乙烯基三乙氧基硅烷加入乙醇中，加热至45℃后搅拌3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；将顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸、己二醇和改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至140℃，反应2.5h，升温至175℃，反应3h，然后在真空度为0.1MPa的条件下减压反应1h，降温至160℃后加入石蜡和双环戊二烯，降温至110℃后加入苯乙烯和2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌100min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
实施例3
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
其中，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将45份纳米二氧化钛和0.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入80份乙醇中，加热至53℃后搅拌2.6h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将2.3份顺丁烯二酸酐、3.8份间苯二甲酸、10份己二醇和0.35份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至150℃，反应2.3h，升温至186℃，反应2.5h，然后在真空度为0.25MPa的条件下减压反应2h，降温至158℃后加入0.15份石蜡和0.8份双环戊二烯，降温至126℃后加入0.7份苯乙烯和0.25份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌80min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
实施例4
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
其中，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将50份纳米二氧化钛和0.3份乙烯基三乙氧基硅烷加入100份乙醇中，加热至50℃后搅拌3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将1份顺丁烯二酸酐、5份间苯二甲酸、10份己二醇和1份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至145℃，反应2.5h，升温至180℃，反应2.7h，然后在真空度为0.2MPa的条件下减压反应1.8h，降温至160℃后加入0.1份石蜡和1.2份双环戊二烯，降温至120℃后加入1份苯乙烯和0.1份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌85min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
实施例5
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
其中，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将30份纳米二氧化钛和1份乙烯基三乙氧基硅烷加入60份乙醇中，加热至56℃后搅拌2h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将3份顺丁烯二酸酐、2份间苯二甲酸、18份己二醇和0.3份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至155℃，反应2h，升温至190℃，反应2.3h，然后减压反应2.5h，降温至156℃后加入0.3份石蜡和0.5份双环戊二烯，降温至130℃后加入0.5份苯乙烯和0.5份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌70min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
实施例6
本发明提出的一种高强度改性聚酯树脂涂料，其原料按重量份包括以下组分：
其中，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛和乙烯基三乙氧基硅烷加入乙醇中，加热至60℃后搅拌1.5h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；将顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸、己二醇和改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至160℃，反应1.5h，升温至190℃，反应2h，然后减压反应2.5h，降温至150℃后加入石蜡和双环戊二烯，降温至135℃后加入苯乙烯和2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌50min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：
2.根据权利要求1所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，其原料中，纳米二氧化钛改性聚酯树脂、端羧基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯橡胶、异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量比为60-75：5-8：4-9：3-8。
3.根据权利要求1或2所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，异辛酸锌、对甲苯磺酸钠、磷酸三苯酯的重量比为0.3-0.8：0.2-0.5：0.7-1.3。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：
5.根据权利要求1-4中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：
6.根据权利要求1-5中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛和乙烯基三乙氧基硅烷加入乙醇中，加热至45-60℃后搅拌1.5-3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；将顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸、己二醇和改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至140-160℃，反应1.5-2.5h，升温至175-190℃，反应2-3h，然后减压反应1-2.5h，降温至150-160℃后加入石蜡和双环戊二烯，降温至110-135℃后加入苯乙烯和2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌50-100min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将30-50份纳米二氧化钛和0.3-1份乙烯基三乙氧基硅烷加入60-100份乙醇中，加热至50-56℃后搅拌2-3h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将1-3份顺丁烯二酸酐、2-5份间苯二甲酸、10-18份己二醇和0.3-1份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至145-155℃，反应2-2.5h，升温至180-190℃，反应2.3-2.7h，然后减压反应1.8-2.5h，降温至156-160℃后加入0.1-0.3份石蜡和0.5-1.2份双环戊二烯，降温至120-130℃后加入0.5-1份苯乙烯和0.1-0.5份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌70-85min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将45份纳米二氧化钛和0.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入80份乙醇中，加热至53℃后搅拌2.6h，降温后过滤、干燥、粉碎得到改性纳米二氧化钛；按摩尔份将2.3份顺丁烯二酸酐、3.8份间苯二甲酸、10份己二醇和0.35份改性纳米二氧化钛混合均匀，升温至150℃，反应2.3h，升温至186℃，反应2.5h，然后减压反应2h，降温至158℃后加入0.15份石蜡和0.8份双环戊二烯，降温至126℃后加入0.7份苯乙烯和0.25份2,4-甲苯二异氰酸酯，搅拌80min后得到纳米二氧化钛改性聚酯树脂。
9.根据权利要求6-8中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，减压反应时，真空度为0.1-0.25MPa。
10.根据权利要求1-9中任一项所述高强度改性聚酯树脂涂料，其特征在于，所述溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、异丁酸异丁酯、丙酸-3-乙醚乙酯和甲基异戊基酮中的一种或者多种的组合。
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