CN105037698A - 一种可流动的无溶剂聚酯树脂及其制备工艺和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可流动的无溶剂聚酯树脂及其制备工艺，按重量百分含量计，该聚酯树脂包含以下组分：多元酸8％～15％、二元酸26％～35％、多元醇15％～20％、二元醇8％～14％、一元醇20％～30％、催化剂0.1％～0.5％。本发明树脂无溶剂，不会造成空气VOC污染。常温流动性好，不需要下家客户溶解树脂，使用简便。产品互溶性好，可以和丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂等多种树脂互配使用，漆膜性能优异。本发明制备工艺采用热熔法聚合反应，不使用溶剂脱水，故没有任何溶剂引入产品。

Description

一种可流动的无溶剂聚酯树脂及其制备工艺和应用

技术领域：

本发明属于树脂技术领域，具体设计涉及一种可流动的无溶剂聚酯树脂及其制备工艺和应用，该树脂为无溶剂树脂，100％固含量，可以和氨基、环氧、聚氨酯等多种固化剂交联成膜。漆膜柔韧性好、附着力好、和其他树脂互溶性好。

技术背景：

传统的树脂厂为油漆涂料提供的树脂，固含量通常在40％～80％之间。其余的60％～20％是挥发性溶剂。这些溶剂挥发到大气中，会使得大气中VOC含量超标。有数据表明，有机挥发物不仅污染大气，给气候带来灾难，还会危害人类的健康。随着国家出台VOC含量的政策实施，传统的溶剂型油漆涂料，面临着调整配方和无溶剂换代。NO.VOC的国际趋势正在和国际接轨。作为涂料油漆的成膜物—树脂，也要求无溶剂或高固含量指标。为下游油漆生产提供达到国家标准的VOC含量留出调整空间。现有技术中也有树脂厂家提供100％固体树脂但是需要油漆厂自己用溶剂溶解。现有技术中特别是家具装潢漆，如果无VOC，就可以避免对人们健康的损害；一些工业涂装也要求无溶剂涂装。因此急需开发一种无溶剂树脂来满足市场要求。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种常温可流动的无VOC的树脂。该树脂为下游油漆厂生产无VOC或低VOC涂料留出溶剂调整空间，从而满足国家标准和政策要求。另外该树脂有流动性，方便调漆使用。

本发明的另一目的在于提供上述可流动的无溶剂聚酯树脂的制备工艺。

本发明的又一目的在于提供上述可流动的无溶剂聚酯树脂在涂料中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种可流动的无溶剂聚酯树脂，按重量百分含量计，包含以下组分：

所述的多元酸为偏苯三酸酐。

所述的二元酸为苯酐、四氢苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸和己二酸中的至少一种。

所述的多元醇为三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。

所述的二元醇为1.4-丁二醇和一缩二乙二醇中的至少一种。

所述的一元醇为辛醇。

所述的催化剂为亚磷酸酯或有机锡。

上述的可流动的无溶剂聚酯树脂的制备工艺，包括以下步骤：

(1)依次按照醇类原料、酸类原料、催化剂的顺序进行投料；

(2)投料完毕关闭投料孔，开启氮气置换釜内空气；

(3)开启夹套釜的热媒将釜内物料加热至150℃～160℃，开启搅拌，并采用热熔法脱去聚合反应生成水；所述热媒最高温度不超过180℃。

(4)用5～6个小时，将物料温度从150℃～160℃升温到180±2℃，并在180±2℃保温1小时；

(5)每小时升温3～5℃，直至215±5℃保温2小时。

上述的可流动的无溶剂聚酯树脂在涂料中的应用。

本发明专利所公开的聚酯树脂是一种端羟基聚酯树脂，该树脂100％无溶剂，为常温下可以流动的粘稠液体，方便兑稀使用或直接使用。可以应用在木器漆、金属烤漆、塑胶漆或3C产品，应用领域广泛。

本发明的有益效果：

本发明树脂无溶剂，不会造成空气VOC污染。常温流动性好，不需要下家客户溶解树脂，使用简便。产品互溶性好，可以和丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂等多种树脂互配使用，漆膜性能优异。本发明制备工艺采用热熔法聚合反应，不使用溶剂脱水，故没有任何溶剂引入产品。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护权不限于此：

实施例1～3

采用表1中的组分制备可流动的无溶剂聚酯树脂：

表1实施例1～3无溶剂聚酯树脂的组分

组分	实施例1	实施例2	实施例3
				偏苯三酸酐	10	13	15
苯酐	32		5.5
				四氢苯酐		26
间苯二甲酸			12.5
				对苯二甲酸			12.5
己二酸		5
				三羟甲基丙烷	10		18
甘油	10	16
				1.4-丁二醇	11.5		10
一缩二乙二醇		11
				辛醇	26	28.5	26
亚磷酸酯	0.5	0.5
				有机锡催化剂			0.5
总计	100	100	100

制备工艺：

(1)首先将辛醇和其他醇类原料投入反应釜，然后依次投入酸类原料，最后投入亚磷酸酯或有机锡类催化剂(催化剂不可直接投到热的釜壁上)。

(2)关闭投料孔，开启氮气置换釜内空气。

(3)开启夹套釜的热媒，热媒温度不超过180℃。釜内物料温度达到150℃，点动搅拌电机。搅拌没有障碍后，开启搅拌，调节到工艺规定转速(120转/分钟)。开始热熔法脱去聚合反应生成水。

(5)用5个小时，将物料温度从150℃升温到180℃，并在180℃保温1小时。

(6)每小时升温5℃，直至215±5℃保温。加大氮气流量并在此温度保温2小时。

(7)采样，检测酸价，酸价小于8mgKOH/g,为合格。若不合格，继续保温到合格。

(8)降温到80℃以下，过滤包装。

表2实施例1～3所制备的无溶剂聚酯树脂的质量检测结果

测试指标项	实施例(1)	实施例(2)	实施例(3)
				外观(目测)	清澈透明	清澈透明	清澈透明
色泽(Fe-Co)	＜2	＜2	＜2

固含量％(150℃，1h)	＞99.95	＞99.95	＞99.95
				粘度(25℃)CP	5000～6000	6500～7500	7000～8000
酸价(mgKOH/g)	＜8	＜8	＜8

检测结果显示：实施例1～3所制备的聚酯树脂100％无溶剂，不会造成空气VOC污染。常温流动性好，不需要下家客户溶解树脂，使用简便。产品互溶性好，可以和丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂等多种树脂互配使用，漆膜性能优异。

配方中的三羟甲基丙烷和甘油的使用量是可以调整互相等摩尔替代的，1.4-丁二醇和一缩二乙二醇根据配方需要取舍。二元醇的加入量，会导致树脂胶化或正常流动。辛醇直接关系到树脂的常温流动性，是不可替代的关键原料。

实施例1～3所制备的无溶剂可流动聚酯树脂在涂料领域的应用举例：

该无溶剂涂料，不需要溶剂稀释，理论上无VOC挥发。涂装粘度1000～2000CP.不适合喷涂，可以应用在滚涂卷钢卷铝罩面漆。漆膜性能非常优异。

Claims (10)

1.一种可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于按重量百分含量计，包含以下组分：

2.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的多元酸为偏苯三酸酐。

3.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的二元酸为苯酐、四氢苯酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸和己二酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的多元醇为三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的二元醇为1.4-丁二醇和一缩二乙二醇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的一元醇为辛醇。

7.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于所述的催化剂为亚磷酸酯或有机锡。

8.根据权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂，其特征在于该聚酯树脂采用以下步骤制备：

(1)依次按照醇类原料、酸类原料、催化剂的顺序进行投料；

(2)投料完毕关闭投料孔，开启氮气置换釜内空气；

(3)开启夹套釜的热媒将釜内物料加热至150℃～160℃，开启搅拌，并采用热熔法脱去聚合反应生成水；

(4)用5～6个小时，将物料温度从150℃～160℃升温到180±2℃，并在180±2℃保温1小时；

(5)每小时升温3～5℃，直至215±5℃保温2小时。

9.权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)依次按照醇类原料、酸类原料、催化剂的顺序进行投料；

(2)投料完毕关闭投料孔，开启氮气置换釜内空气；

(3)开启夹套釜的热媒将釜内物料加热至150℃～160℃，开启搅拌，并采用热熔法脱去聚合反应生成水；

(4)用5～6个小时，将物料温度从150℃～160℃升温到180±2℃，并在180±2℃保温1小时；

(5)每小时升温3～5℃，直至215±5℃保温2小时。

10.权利要求1所述的可流动的无溶剂聚酯树脂在涂料中的应用。