CN107602830A

CN107602830A - 用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN107602830A
Application number: CN201710803325.7A
Authority: CN
Inventors: 杨熙; 夏忠玉; 孙国兵; 陈嬝嬝
Original assignee: GUIYANG NURSING VOCATIONAL COLLEGE
Current assignee: GUIYANG NURSING VOCATIONAL COLLEGE
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开的用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂，该树脂是分子量为4000～8000，羟基官能度3，并且带有油脂基团的分子结构的聚酯树脂；制备方法，包括：⑴选择原料；⑵采用溶液缩合聚合法进行多羟基聚酯的催化合成；⑶冷却出料，测定树脂溶液的粘度及羟值，合格者即为目标产物。本发明原料来源丰富、价格低廉，反应过程中不断即时排出酯化反应缩合出来的水，有利于加快反应速度，缩短聚合反应时间；反应温度低，树脂产物色浅透明，质量稳定；同时反应过程中物料粘度适中，取样操作简便；且合成工艺稳定性与重复性都相对良好。适用于制备用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂。

Description

用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚酯，进一步来说，涉及多羟基聚酯，尤其涉及多羟基聚酯树脂的制备方法。

背景技术

高铁桥梁应用厚体涂装技术，是实现其超长使用寿命的必由之路。因此对混凝土封闭底漆的要求很高。而聚酯树脂则是制备混凝土封闭底漆的主要原料。聚酯树脂是含有酯键结构的大分子树脂。聚酯树脂的制备往往需要多种原料和多步合成才能得到目标产物。多羟基聚酯的合成是典型的逐步缩合聚合反应，单体为多元醇和多元酸，在酸性催化剂作用下，脱水缩合，生成大分子。多羟基聚酯树脂的合成，大多采用传统的醇酸树脂合成方法，即多元醇和多元酸酐物料，在180℃～220℃高温下进行熔融缩合聚合反应。反应温度高，导致树脂颜色深，质量不稳定；另外反应过程物料粘度高，操作困难，不能用作混凝土封闭底漆的原料。中国专利数据库中，涉及多羟基聚酯制备的技术方案的申请件有2009801399181号《多羟基聚酯的制造方法》、2014100380759号《一种多羟基聚酯的制备方法》、 2014101931034号《多羟基聚酯及其制备方法》等，这些专利技术生产的多羟基聚酯不能满足生产混凝土封闭底漆的要求。

发明内容

本发明旨在提供用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂，从而满足生产高铁桥梁混凝土封闭底漆的要求，为高铁桥梁的建设服务。

本发明的另一目的是提供用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂的制备方法，使之能够批量生产，供应混凝土封闭底漆的原料。

针对混凝土封闭底漆的特殊要求，发明人明确作为原料的多羟基聚酯树脂分子必须具备如下结构特点：(1)多羟基聚酯树脂分子量不能太大，才能确保羟基组分粘度适中，所配成的双组份涂料在混凝土表面涂装时有良好的流动性和渗透性；(2)多羟基聚酯树脂的羟基官能度必须大于2，才能确保在与异氰酸酯组分混合涂装后，产生交联固化反应，形成结实韧性的涂层，并与混凝土基材产生良好的粘附力，另外还可兼顾与聚脲涂层的界面结合；(3)多羟基聚酯树脂应有一定的疏水性，才能改善涂层的耐水解性，并提高涂层的阻水能力。

为达到上述要求，发明人提供的用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂是分子量4000～8000，羟基官能度≥3，并且带有油脂基团的分子结构的聚酯树脂，其分子结构式如下，

R为豆油酸长链烷基。

发明人提供的用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂的制备方法，包括：

(1)选择原料

选择丙三醇(甘油)作为多羟基单体，选择邻苯二甲酸酐(苯酐)、顺丁烯二酸酐(顺酐)作为羧基单体，选择豆油酸作为油脂类羧基单体，选择双官能度的一缩二乙二醇和单官能度的苯甲酸作为分子量调节单体；

(2)多羟基聚酯树脂的合成

采用溶液缩合聚合法进行多羟基聚酯的合成，小试采用有机合成仪在恒温水浴锅上进行；以二甲苯为溶剂，首先按多羟基聚酯树脂分子设计的原料配比，计量地加入各组分物料组分，再加入反应物料总质量数一半的二甲苯溶剂，使用合成催化剂，加热搅拌使物料溶解，升温至130℃左右，二甲苯开始回流,反应温度稳定在二甲苯回流温度；不断除去缩合反应中副产物水，促进反应往正方向进行；从此刻起计时，每隔0.5h取样检测酸值，同时观察分水器中水位高度的变化，以酸值≤5mgKOH/g，同时分水器中水位高度不再增加，作为反应终点；

(3)冷却出料

反应完成之后，用二甲苯调整树脂固含量至65％，冷却至室温出料，测定树脂溶液的粘度及羟值，合格者即为目标产物多羟基聚酯树脂。

上述反应过程中，二甲苯既是反应过程的溶剂，又是树脂产物的稀释剂，参与回流；上述反应的温度控制为130℃；上述原料配比为多元醇与多元酸的摩尔比控制为1.25∶1，苯酐、顺酐、豆油酸之间的摩尔比控制为1∶1∶1；一般控制反应时间为5～7h。

上述合成催化剂是乙二醇锑溶液。

上述树脂溶液的粘度及羟值的合格者为：树脂溶液25℃时粘度为 2600CPs、羟值为0.96mmol/g、官能度为6左右。

本发明方法原料来源丰富、价格低廉，由于不断即时排出酯化反应缩合出来的水，有利于加快反应速度，缩短聚合反应时间；反应温度低，只有130℃左右，树脂产物色浅透明，质量稳定；同时反应过程中物料粘度适中，取样操作简便。且合成工艺稳定性与重复性都相对良好。适用于制备用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂。

附图说明

图1为本发明方法的小试装置示意图。

图中，1为有机合成仪，2为恒温水浴锅。

具体实施方式

实施例本发明方法的小试

预先选定丙三醇作为多羟基单体，选择邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐作为羧基单体，选择豆油酸作为油脂类羧基单体，选择双官能度的一缩二乙二醇和单官能度的苯甲酸作为分子量调节单体，作为合成原料。

小试采用郑州长城科技工贸有限公司生产的1000ml的有机合成仪和 XLD-1B型恒温水浴锅，有机合成仪1在恒温水浴锅2上进行；以二甲苯为溶剂，首先按多羟基聚酯树脂分子设计，通过BL-2200H型电子天平计量，加入各组分物料组分，再加入反应物料总质量数一半的二甲苯溶剂，多元醇与多元酸的摩尔比控制为1.25∶1，苯酐、顺酐、豆油酸之间的摩尔比控制为1∶1∶1；使用催化剂乙二醇锑溶液，加热搅拌使物料溶解，升温至130℃左右，二甲苯开始回流,反应温度稳定在回流温度130℃；不断除去缩合反应中副产物水；从此刻起计时，每隔0.5h取样检测酸值，同时观察分水器中水位高度的变化，以酸值≤5mgKOH/g，同时分水器中水位高度不再增加，作为反应终点；反应时间为5～7h；反应完成之后，用二甲苯调整树脂固含量至65％，冷却至室温出料，测定树脂溶液的粘度及羟值，树脂溶液25℃时粘度为2600CPs、羟值为0.96mmol/g、官能度为6左右，合格者即为目标产物多羟基聚酯树脂。

Claims

1.用于混凝土封闭底漆的多羟基聚酯树脂，其特征在于该树脂是分子量为4000～8000，羟基官能度≥3，并且带有油脂基团的分子结构的聚酯树脂，其分子结构为

R为豆油酸长链烷基。

2.制备权利要求1所述多羟基聚酯树脂的方法，其特征包括：

(1)选择原料

(2)多羟基聚酯树脂的合成

采用溶液缩合聚合法进行多羟基聚酯的合成，小试采用有机合成仪在恒温水浴锅上进行；以二甲苯为溶剂，首先按多羟基聚酯树脂分子设计，计量地加入各组分物料组分，再加入反应物料总质量数一半的二甲苯溶剂，使用合成催化剂，加热搅拌使物料溶解，升温至130℃左右，二甲苯开始回流,反应温度稳定在二甲苯回流温度；不断除去缩合反应中副产物水，促进反应往正方向进行；从此刻起计时，每隔0.5h取样检测酸值，同时观察分水器中水位高度的变化，以酸值≤5mgKOH/g，同时分水器中水位高度不再增加，作为反应终点；

(3)冷却出料

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述反应过程中，二甲苯既是反应过程的溶剂，又是树脂产物的稀释剂，参与回流；所述反应的温度控制为130℃；所述原料配比为多元醇与多元酸的摩尔比控制为1.25∶1，苯酐、顺酐、豆油酸之间的摩尔比控制为1∶1∶1；一般控制反应时间为5～7h。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述合成催化剂是乙二醇锑溶液。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述树脂溶液的粘度及羟值的合格者为：树脂溶液25℃时粘度为2600CPs、羟值为0.96mmol/g、官能度为6。