CN108084417B - 一种聚酯树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯树脂及其制备方法。聚酯树脂原料组分及其质量份为：醇4.4‑4.7份，酸8.5‑8.8份，酯化催化剂0.01份，固化促进剂0.15‑0.17份。本发明制备的树脂在保证储存稳定性的前提下，将熔融粘度降低至300‑800mPa·s，且聚酯反应活性较大，采用该树脂制备的粉末涂料，能够在较低温度下固化，且涂层具有高光泽、高流平、表面清晰饱满的特点。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种聚酯树脂及其制备方法。
背景技术
近年来，粉末涂料低温固化技术取得了一定的进展，但在低温固化前提下，粉末涂料仍然很难达到高流平、高光泽。低温固化要求粉末涂料体系在较低的温度下具有较高的活性，而在低温条件下，聚酯树脂的熔融粘度更大，对其它材料的润湿性下降，整体流动能力下降，最终导致涂膜流平较差。因此，为了制备高光泽、高流平的低温固化粉末涂料，在保证聚酯树脂活性的前提下，降低聚酯树脂粘度是一个可尝试的方向。值得注意的是，聚酯树脂粘度的降低会带来玻璃化温度的改变，过低的玻璃化温度以及过高的反应活性对粉末体系的储存稳定性都具有不利的影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚酯树脂及其制备方法。本发明制备的树脂在保证储存稳定性的前提下，将熔融粘度降低至300-800mPa·s，且聚酯反应活性较大，采用该树脂制备的粉末涂料，能够在较低温度下固化，且涂层具有高光泽、高流平、表面清晰饱满的特点，是一种高流平低温固化型粉末涂料用聚酯树脂。
本发明采用的技术方案是：
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量份为：醇4.4-4.7份，酸8.5-8.8份，酯化催化剂0.01份，固化促进剂0.15-0.17份。
所述醇选自新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇中的几种；所述新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇的质量比为3.4-3.9：0-0.3：0-0.2：0-0.2：0.6-0.9：0-0.2。
所述酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的混合物；所述对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的质量比为6.1-7.0：1.0-1.9：0.2-0.45：0.3-0.4。
所述酯化催化剂为单丁基氧化锡。
所述固化促进剂选自铵盐、磷盐中的一种或几种；
所述铵盐为四丁基氯化铵；
所述磷盐为乙基三苯基溴化磷。
所述聚酯树脂通过以下方法制备，具体步骤为：
(1)第一阶段：将醇4.4-4.7份、对苯二甲酸6.1-7.0份、间苯二甲酸0-1份、酯化催化剂0.01份投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，缓慢升温至245～248℃，维持反应至酸值为19～25mgKOH/g；
所述升温的升温速率为1-10℃/30min，具体为：先升温至180℃，然后以2-5℃/30min升温至190℃，190之后以1-5℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至245～248℃；
(2)第二阶段：将釜温降至220～230℃，投入间苯二甲酸0.82-1.05份，然后升温至235～245℃，维持0.8～1.2h后将釜温降至210～220℃，投入己二酸0.2-0.45份和偏苯三酸酐0.3-0.4份，维持反应至酸值为86～91mgKOH/g；
(3)第三阶段：在205-215℃条件下，以真空度-0.09～-0.10MPa抽真空2～3h，使酸值为75～80mgKOH/g，然后将釜温降至180～210℃，投入固化促进剂0.15-0.17份，维持15～25min。
所述第一阶段和第二阶段投入间苯二甲酸的质量份之和为1.0-1.9份；所述第一阶段和第二阶段投入的对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的质量份之和为8.5-8.8份。
本发明制备的树脂在保证储存稳定性的前提下，将熔融粘度降低至300-800mPa·s，且聚酯反应活性较大，采用该树脂制备的粉末涂料，能够在较低温度下固化，且涂层具有高光泽、高流平、表面清晰饱满的特点，是一种高流平低温固化型粉末涂料用聚酯树脂。
具体实施方式
实施例1
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量见表1。
聚酯树脂的制备：
(1)第一阶段：将醇、酸、酯化催化剂以及1kg水投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，先升温至180℃，然后以2℃/30min升温至190℃，190之后以1℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至247℃，维持反应至酸值为23.8mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至225℃，投入间苯二甲酸，然后升温至245℃，维持0.8h后将釜温降至220℃，投入己二酸和偏苯三酸酐，维持反应至酸值为89.9mgKOH/g；
(3)第三阶段：在205℃条件下，以真空度-0.095MPa抽真空2.5h，使酸值为78.1mgKOH/g，然后将釜温降至200℃，投入固化促进剂，维持18min。
各阶段投入的原料及质量见表1。
实施例2
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量见表1。
聚酯树脂的制备：
(1)第一阶段：将醇、酸、酯化催化剂以及1kg水投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，先升温至180℃，然后以5℃/30min升温至190℃，190之后-以3℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至246℃，维持反应至酸值为22.3mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至228℃，投入间苯二甲酸，然后升温至239℃，维持1.0h后将釜温降至215℃，投入己二酸和偏苯三酸酐，维持反应至酸值为90.3mgKOH/g；
(3)第三阶段：在209℃条件下，以真空度-0.098MPa抽真空2.6h，使酸值为79.5mgKOH/g，然后将釜温降至190℃，投入固化促进剂，维持20min。
各阶段投入的原料及质量见表1。
实施例3
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量见表1。
聚酯树脂的制备：
(1)第一阶段：将醇、酸、酯化催化剂以及1kg水投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，先升温至180℃，然后以3℃/30min升温至190℃，190之后以2℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至246℃，维持反应至酸值为19.6mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至223℃，投入间苯二甲酸，然后升温至241℃，维持1.1h后将釜温降至210℃，投入己二酸和偏苯三酸酐，维持反应至酸值为87.8mgKOH/g；
(3)第三阶段：在207℃条件下，以真空度-0.099MPa抽真空2.2h，使酸值为76.3mgKOH/g，然后将釜温降至188℃，投入固化促进剂，维持22min。
各阶段投入的原料及质量见表1。
实施例4
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量见表1。
聚酯树脂的制备：
(1)第一阶段：将醇、酸、酯化催化剂以及1kg水投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，先升温至180℃，然后以3℃/30min升温至190℃，190之后以4℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至247℃，维持反应至酸值为20.1mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至226℃，投入间苯二甲酸，然后升温至238℃，维持1.2h后将釜温降至217℃，投入己二酸和偏苯三酸酐，维持反应至酸值为86.6mgKOH/g；
(3)第三阶段：在211℃条件下，以真空度-0.094MPa抽真空3h，使酸值为75.2mgKOH/g，然后将釜温降至199℃，投入固化促进剂，维持19min。
各阶段投入的原料及质量见表1。
实施例5
一种聚酯树脂，其原料组分及其质量见表1。
聚酯树脂的制备：
(1)第一阶段：将醇、酸、酯化催化剂以及1kg水投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，先升温至180℃，然后以2℃/30min升温至190℃，190之后-以2℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至248℃，维持反应至酸值为24.0mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至222℃，投入间苯二甲酸，然后升温至244℃，维持0.9h后将釜温降至220℃，投入己二酸和偏苯三酸酐，维持反应至酸值为89.1mgKOH/g；
(3)第三阶段：在206℃条件下，以真空度-0.10MPa抽真空2.7h，使酸值为77.6mgKOH/g，然后将釜温降至205℃，投入固化促进剂，维持15min。
各阶段投入的原料及质量见表1。
实施例1～5酸、醇、酯化催化剂、固化促进剂的投入量见表1。
表1 各物质投入量(单位:kg)
表1中实施例1-4中固化促进剂为四丁基氯化铵；实施例5中固化促进剂为乙基三苯基溴化磷。
实施例1～5制备的聚酯树脂A～E的性能如表2所示
表2 A～E的性能
将按照实施例1～5方法制得的聚酯树脂分别应用在粉末涂料上，所述应用过程为将聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、助剂、增光剂、填料按配方比例均匀混合，通过双螺杆挤出机挤出、压片，冷却后破碎、过筛、静电喷涂。各组分配比见表3。所述固化剂为环氧树脂，环氧树脂的环氧当量为500～600，流平剂为德国德信利化学有限公司的PV88，助剂为安息香，增光剂为宁波南海化学有限公司的701B；所述填料为青岛东风公司的超细钡。
表3 各组分配比(单位:g)
将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，结果见表4。
表4 涂层性能
从测试结果可以看出，涂层光泽高、流平好，板面清晰饱满，在较低温度下的胶化时间，反应出涂料具有很高的活性，能够很好的用于低温固化。将聚酯树脂粘度降低至300-800mPa·s，在保证活性的基础上，大大提高了流平性能，使得制备的粉末涂料能够在低温条件下固化并且具有高光泽、高流平的特点，在粉末涂料低温固化领域应用前景广阔。
Claims (8)
1.一种聚酯树脂，其原料组分及其质量份为：醇4.4-4.7份，酸8.5-8.8份，酯化催化剂0.01份，固化促进剂0.15-0.17份；
所述醇选自新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇中的几种；所述新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇的质量比为3.4-3.9：0-0.3：0-0.2：0-0.2：0.6-0.9：0-0.2；
所述酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的混合物；所述对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的质量比为6.1-7.0：1.0-1.9：0.2-0.45：0.3-0.4；
所述聚酯树脂的制备方法，步骤包括：
(1)第一阶段：将醇4.4-4.7份、对苯二甲酸6.1-7.0份、间苯二甲酸0-1份、酯化催化剂0.01份、投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，缓慢升温至245～248℃，维持反应至酸值为19～25mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至220～230℃，投入间苯二甲酸0.82-1.05份，然后升温至235～245℃，维持0.8～1.2h后将釜温降至210～220℃，投入己二酸0.2-0.45份和偏苯三酸酐0.3-0.4份，维持反应至酸值为86～91mgKOH/g；
(3)第三阶段：在205-215℃条件下，以真空度-0.09～-0.10MPa抽真空2～3h，使酸值为75～80mgKOH/g，然后将釜温降至180～210℃，投入固化促进剂0.15-0.17份，维持15～25min。
所述第一阶段和第二阶段投入间苯二甲酸的质量份之和为1.0-1.9份；所述第一阶段和第二阶段投入的对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的质量份之和为8.5-8.8份。
2.如权利要求1所述的聚酯树脂，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所述的聚酯树脂，其特征在于：所述固化促进剂选自铵盐、磷盐中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的聚酯树脂，其特征在于：所述铵盐为四丁基氯化铵。
5.如权利要求3所述的聚酯树脂，其特征在于：所述磷盐为乙基三苯基溴化磷。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的聚酯树脂的制备方法，步骤包括：
(1)第一阶段：将醇4.4-4.7份、对苯二甲酸6.1-7.0份、间苯二甲酸0-1份、酯化催化剂0.01份、投入反应釜，加热反应釜并开启搅拌，缓慢升温至245～248℃，维持反应至酸值为19～25mgKOH/g；
(2)第二阶段：将釜温降至220～230℃，投入间苯二甲酸0.82-1.05份，然后升温至235～245℃，维持0.8～1.2h后将釜温降至210～220℃，投入己二酸0.2-0.45份和偏苯三酸酐0.3-0.4份，维持反应至酸值为86～91mgKOH/g；
(3)第三阶段：在205-215℃条件下，以真空度-0.09～-0.10MPa抽真空2～3h，使酸值为75～80mgKOH/g，然后将釜温降至180～210℃，投入固化促进剂0.15-0.17份，维持15～25min；
所述第一阶段和第二阶段投入间苯二甲酸的质量份之和为1.0-1.9份；所述第一阶段和第二阶段投入的对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐的质量份之和为8.5-8.8份。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述升温的升温速率为1-10℃/min。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述升温的升温速率为：先升温至180℃，然后以2-5℃/30min升温至190℃，190之后以1-5℃/30min升温至210℃，210℃之后，以10℃/30min升温至245～248℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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