CN108530611A - 一种聚酯树脂及含有该聚酯树脂的粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工材料领域,具体涉及一种聚酯树脂及含有该聚酯树脂的粉末涂料。聚酯树脂的配方为:新戊二醇10~15份、1,6‑己二醇10~15份、1,4环己二醇10~15份、1,4环己二酸10~15份、顺式乌头酸10~15份、对苯二甲酸10~15份、酒石酸3~5份、四碘化锗0.08~0.1份、硅烷偶联剂3~5份、三(2,4‑二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、三羟甲基丙烷1份、四乙基溴化铵0.5份。粉末涂料的配方为:聚酯树脂280份、TGIC 200~220份、Resiflow PV88 5份、安息香3份、钛白粉155份、超细钡155份。本发明提供的聚酯树脂酸值低、综合性能良好;使用该聚酯树脂与特定份数的TGIC制备的粉末涂料,外观平整、光泽度佳、耐候性能和力学性能优异,固化温度低。
Description
技术领域
本发明属于化工材料领域,具体涉及一种聚酯树脂及含有该聚酯树脂的粉末涂料。
背景技术
聚酯树脂粉末涂料是一种新型耐候性粉末涂料,目前以聚酯-异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)和聚酯-羟烷基酰胺(HAA)两种体系为主。聚酯树脂粉末涂料在固化前具有良好的流动性,成膜后的涂层又具有流平好、光泽高、机械强度大等优势,因此,其在粉末涂料中的市场占有率逐年增加。
但聚酯-TGIC体系粉末涂料存在固化温度高、耐候性不佳等问题,而聚酯-HAA体系又因其官能度高、活性强,存在易吸潮、流平高等问题。
因此,研发一种新型的固化温度较低、综合性能优良、耐候性良好的聚酯-TGIC,具有重要的现实意义和推广价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酯树脂及含有该聚酯树脂的粉末涂料。
为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案是:一种聚酯树脂,按重量份数,配方为:新戊二醇10~15份、1,6-己二醇10~15份、1,4环己二醇10~15份、1,4环己二酸10~15份、顺式乌头酸10~15份、对苯二甲酸10~15份、酒石酸3~5份、四碘化锗0.08~0.1份、硅烷偶联剂3~5份、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、三羟甲基丙烷1份、四乙基溴化铵0.5份。
优选的,所述新戊二醇15份、1,6-己二醇10份、1,4环己二醇15份、1,4环己二酸10份、顺式乌头酸15份、对苯二甲酸10份、酒石酸5份、四碘化锗0.1份、硅烷偶联剂3份。
相应的,聚酯树脂的制备方法为:将反应釜温度升至85~95℃,在氮气保护下,加入新戊二醇、1,6-己二醇、1,4环己二醇、1,4环己二酸、顺式乌头酸、酒石酸、四碘化锗、三羟甲基丙烷,继续在氮气保护下,升温至230℃,保温反应,反应至体系内澄清、无颗粒,酸值达到10~15mgKOH/g;加入硅烷偶联剂和对苯二甲酸,升温至280℃,继续在氮气保护下,反应至酸值达到30~35mgKOH/g,再加入三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和四乙基溴化铵,搅拌均匀,降温即得聚酯树脂。
优选的,降温后的聚酯树脂,酸值为25~30mgKOH/g。
相应的,所述聚酯树脂制备的粉末涂料。
优选的,所述的粉末涂料,按重量份数,配方为:聚酯树脂280份、TGIC 200~220份、Resiflow PV88 5份、安息香3份、钛白粉155份、超细钡155份。
优选的,所述TGIC为200份。
本发明具有以下有益效果:本发明提供的聚酯树脂酸值低、综合性能良好;使用该聚酯树脂与特定份数的TGIC制备的粉末涂料,外观平整、光泽度佳、耐候性能和力学性能优异,固化温度低。
具体实施方式
按重量份数,配方组成为:新戊二醇10~15份、1,6-己二醇10~15份、1,4环己二醇10~15份、1,4环己二酸10~15份、顺式乌头酸10~15份、对苯二甲酸10~15份、酒石酸3~5份、四碘化锗(催化剂)0.08~0.1份、硅烷偶联剂(封端剂)3~5份、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)0.5份、三羟甲基丙烷(支化剂)1份、四乙基溴化铵(固化促进剂)0.5份。
制备方法:将反应釜温度升至85~95℃,在氮气保护下,加入新戊二醇、1,6-己二醇、1,4环己二醇、1,4环己二酸、顺式乌头酸、酒石酸、四碘化锗、三羟甲基丙烷,继续在氮气保护下,升温至230℃,保温反应,反应至体系内澄清、无颗粒,酸值达到10~15mgKOH/g。加入硅烷偶联剂和对苯二甲酸,升温至280℃,继续在氮气保护下,反应至酸值达到30~35mgKOH/g,再加入三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和四乙基溴化铵,搅拌均匀,降温即得聚酯树脂,酸值为25~30mgKOH/g。
按重量份数,粉末涂料配方:聚酯树脂250~280份、TGIC 20~210份、ResiflowPV88(流平剂)5~7份、安息香3~5份、钛白粉150~170份、超细钡(填料)150~180份。将上述配方中的组分混匀、挤出、粉碎、过筛,即得粉末涂料。
下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明。
实施例1:聚酯树脂的制备及性能
1、制备聚酯树脂
制备方法:将反应釜温度升至95℃,在氮气保护下,加入新戊二醇、1,6-己二醇、1,4环己二醇、1,4环己二酸、顺式乌头酸、酒石酸、四碘化锗、三羟甲基丙烷1份,继续在氮气保护下,升温至230℃,保温反应,反应至体系内澄清、无颗粒,测定酸值达到10~15mgKOH/g。加入硅烷偶联剂和对苯二甲酸,升温至280℃,继续在氮气保护下,反应至酸值达到30~35mgKOH/g,再加入三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份和四乙基溴化铵0.5份,搅拌均匀,降温即得聚酯树脂。
各组中,实际加入的各组方重量如表1所示。
表1各组中组方重量
2、聚酯树脂性能测试
各组制备的聚酯树脂如表2所示。
表2各组聚酯树脂性能展示
性能指标 | 组1 | 组2 | 组3 | 组4 | 组5 |
酸值(mg KOH/g) | 25 | 27 | 28 | 27 | 30 |
粘度(200℃,Pa·s) | 5.3 | 5.0 | 5.0 | 5.1 | 4.9 |
Tg(℃) | 69 | 67 | 67 | 62 | 65 |
软化点(环球法,℃) | 98 | 105 | 102 | 101 | 107 |
聚酯树脂的酸值越低说明反应程度越高,现有研究表明,聚酯树脂的酸值低更有利于提高粉末涂料的耐候性能。另外,一般而言,粘度较高,后续涂料涂膜的致密性、柔韧性较好,但外观(平整度、光洁度等)较差;粘度较低,后续涂膜流平性好,外观性能和冲击性能强。玻璃化温度(Tg)高可以避免粉末结块,Tg偏低则更有利于粉末的流平。
综合聚酯树脂各项指标,选择组1的聚酯树脂,作为后续粉末涂料的基料。
实施例2:粉末涂料的制备及性能
1、粉末涂料制备:
选择实施例1中组1制备的聚酯树脂。
按重量份数,粉末涂料配方:聚酯树脂280份、TGIC 200~230份、Resiflow PV88(流平剂)5份、安息香3份、钛白粉155份、超细钡(填料)155份。将上述配方中的组分混匀、挤出、粉碎、过筛,即得粉末涂料。固化时间均为15min。
各组实际参数如表3所示。
表3各组中参数条件
2、性能测试
(1)熔融流动性
按GB/T21782.11-2010《倾斜版流动性的测定》方法进行。首先称取0.5g粉末涂料放至钢制压膜器中,压制成厚度为6mm的试片,将试片放入己划好直径为12.7mm的基片圆圈处,并放入位于恒温(固化温度)烘箱的金属架上,保持水平3min。接着控制金属架从水平位置倾斜65°,并在该位置保持30min。最后从烘箱中取出基片,划一条流动距离最大的标记线,最后测量原来基片中试片的中心线到标记线的距离,即为样粉熔融流动性。
(2)胶化时间
依据GB/T16995-1997《热固性粉末涂料在给定温度下胶化时间的测定》方法,通过胶化仪进行胶化时间测定。取lml样粉放在热板上,用刮刀很快铺平在直径约50mm的范围内,当粉末融化时开始计时,并用搅拌玻璃棒在熔融的树脂中做环状运动,当树脂不能拉丝或不能流动时,视为胶化点,停止计时。实验重复三次,取平均值作为胶化时间。
(3)光泽
采用GB/T9754-2007《色漆和清漆一不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°和85°镜面光泽的测定》中的方法测定。本文采用60°光泽仪进行测试,在涂层表面不同位置取三个读数,若误差小于5个单位,则记录平均值作为涂层光泽值。
(4)冲击强度
采用GB/T1732-93《漆膜耐冲击测定法》方法,采用涂层冲击器进行测试。测试保证温度在23±2℃和相对湿度为50±5%的条件下进行,将试样涂层朝上平放在铁砧上,重锤(锤头直径8mm,质量lkg)固定在滑筒的某一高度,按压控制钮,重锤即自由落于冲头上。提起重锤,取出基片。同一试板进行3次冲击实验,观察漆膜有无裂纹、剥落等现象。
(5)附着力
采用GB/T928-1999《色漆和清漆涂层的画格实验》方法,采用多刃切割刀具进行测试。测试在23±2℃和相对湿度为50±5%的条件下进行,对切割刀具均匀施力,所有切割都应划至底材表面,最终形成网络图形。并用软毛刷与胶带处理,观察涂层外观是否有脱落现象。
(6)耐候性能
采用人工加速老化实验,在紫外线加速耐候试机中,参照GB/T1865-2009标准间隔取样,4h辐照,4h冷凝,20min喷淋(循环5次)对涂层性能进行耐候测试。
上述各组制备的粉末涂料性能具体如表4所示。
表4各组粉末涂料性能展示
从表4可以看出,采用组2的技术方案,在130℃下固化时,已经可以达到极优的效果,提升到180℃(组1)固化时,效果更佳。
Claims (7)
1.一种聚酯树脂,其特征在于:按重量份数,配方为:新戊二醇10~15份、1,6-己二醇10~15份、1,4环己二醇10~15份、1,4环己二酸10~15份、顺式乌头酸10~15份、对苯二甲酸10~15份、酒石酸3~5份、四碘化锗0.08~0.1份、硅烷偶联剂3~5份、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、三羟甲基丙烷1份、四乙基溴化铵0.5份。
2.根据权利要求1所述的聚酯树脂,其特征在于:所述新戊二醇15份、1,6-己二醇10份、1,4环己二醇15份、1,4环己二酸10份、顺式乌头酸15份、对苯二甲酸10份、酒石酸5份、四碘化锗0.1份、硅烷偶联剂3份。
3.权利要求1或2所述聚酯树脂的制备方法,其特征在于:将反应釜温度升至85~95℃,在氮气保护下,加入新戊二醇、1,6-己二醇、1,4环己二醇、1,4环己二酸、顺式乌头酸、酒石酸、四碘化锗、三羟甲基丙烷,继续在氮气保护下,升温至230℃,保温反应,反应至体系内澄清、无颗粒,酸值达到10~15mgKOH/g;加入硅烷偶联剂和对苯二甲酸,升温至280℃,继续在氮气保护下,反应至酸值达30~35mgKOH/g,再加入三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和四乙基溴化铵,搅拌均匀,降温即得聚酯树脂。
4.根据权利要求3所述聚酯树脂的制备方法,其特征在于:降温后的聚酯树脂,酸值为25~30mgKOH/g。
5.以权利要求1~4任意一项所述聚酯树脂制备的粉末涂料。
6.根据权利要求5所述的粉末涂料,其特征在于:按重量份数,配方为:聚酯树脂280份、TGIC 200~220份、Resiflow PV88 5份、安息香3份、钛白粉155份、超细钡155份。
7.根据权利要求6所述的粉末涂料,其特征在于:所述TGIC为200份。
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