CN110117353A - 一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、含该聚酯树脂的粉末涂料 - Google Patents

一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、含该聚酯树脂的粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、含该聚酯树脂的粉末涂料，其中：聚酯树脂酸值为40‑45 mgKOH/g，玻璃化转变温度为60‑64℃，粘度（200℃）为3500‑5500mpa.s，平均支化度为2.1~2.4，聚酯树脂按照重量百分比包括：二元醇30~40%、多元醇0.5~1%、二元酸45~55%、酸解剂8~15%、助剂0.2~0.6%。本发明中的聚酯树脂用于制作户外热转印粉末涂料，相较现有普通聚酯制作的热转印粉末涂料更容易撕纸。

Description

一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、 含该聚酯树脂的粉末涂料
技术领域
本发明属于粉末涂料用聚酯树脂技术领域，特别涉及一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、含该聚酯树脂的粉末涂料。
背景技术
粉末涂料被广泛用于家电、建材、金属构件等基材的装饰及防护。粉末涂料为固体粉状，不含有机溶剂，因此在施工中不排放任何VOC、并可回收再利用，具有无害、节约资源、环保等特点，随着国家对VOC排放的不断限制，粉末涂料的应用领域逐步扩大。
热转印粉末涂料是市场上新兴的热固性粉末涂料之一，其涂装的产品使用领域主要是建筑材料，如建筑用铝合金、建筑用装饰材料等，随着建筑用铝合金门窗及装饰材料多彩化要求的不断提高，热转印粉末涂料的需求也将随之不断增大。
目前现有的热转印粉末涂料所用聚酯树脂一般为普通TGIC固化聚酯树脂，或者是提高了酸值的TGIC固化普通聚酯树脂，但这两类聚酯树脂制作的粉末涂料在后续的热转印后都面临比较难撕纸的问题。
发明内容
本发明提供一种易撕纸热转印户外粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法、含该聚酯树脂的粉末涂料，本发明通过在聚酯树脂合成中增加极性基团含量，以提高粉末涂料固化中涂层内的低表面张力基团或物质如流平剂、转印蜡及其他非极性物质向涂层表面迁移的速度，解决后续转印后易撕纸的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，聚酯树脂的酸值为40～45mgKOH/g，玻璃化转变温度为60～64℃，平均支化度为2.1～2.4，200℃时粘度控制在3500～5500mpa.s，聚酯树脂按照重量百分比包括以下组分：二元醇30～40％、多元醇0.5～1％、二元酸45～55％、酸解剂8～15％、助剂0.2～0.6％。
优选地，所述二元醇为新戊二醇、乙二醇、1,2丙二醇、甲基丙二醇中一种或几种的混合物。
优选地，所述多元醇为三羟甲基丙烷。
优选地，所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中一种或几种的混合物。
优选地，所述酸解剂为间苯二甲酸、己二酸中的一种或两种的混合物。
优选地，所述助剂包括催化剂和抗氧剂；所述催化剂为单丁基氧化锡，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四丙酸季戊四醇酯中一种或几种的混合物。
一种易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，按照重量百分比包括以下组分：
新戊二醇：25～35％，
乙二醇：4～10％，
三羟甲基丙烷：0.5～1％，
对苯二甲酸：40～55％，
间苯二甲酸：0～12％
酸解剂间苯二甲酸：8～13％，
酸解剂己二酸：0～2％，
催化剂单丁基氧化锡：0.1％，
抗氧剂亚磷酸三苯酯：0.1％，
抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯：0～0.2％。
抗氧剂四丙酸季戊四醇酯：0～0.2％
一种聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在氮气氛围下，将二元醇、多元醇、催化剂、一部分抗氧剂加入反应器中，升温加热至130℃，再加入二元酸，搅拌均匀，加热升温至180℃开始反应，随后以10-15℃/h的速度升温至250℃，在此温度下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入酸解剂，然后再升温至240℃，保温2h后，在真空度为-0.09～-0.099Mpa的条件下继续反应2～4h；取样分析酸值、粘度，其中：酸值控制在40-45mgKOH/g、200℃时粘度控制在3500～5500mpa.s，指标合格后，投加另一部分抗氧剂，搅拌0.5h后出料。
优选地，一种聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在氮气氛围下，将新戊二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、单丁基氧化锡、亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃，再加入对苯二甲酸、间苯二甲酸，搅拌均匀，加热升温至180℃开始反应，随后以10-15℃/h的速度升温至250℃，在此温度下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入间苯二甲酸、己二酸，然后再升温至240℃，保温2h后，在真空度为-0.09～-0.099Mpa的条件下继续反应2～4h；取样分析酸值、粘度，其中：酸值控制在40-45mg KOH/g、200℃时粘度控制在3500～5500mpa.s，指标合格后，投加另一部分抗氧剂，搅拌0.5h后出料。
一种包含聚酯树脂的粉末涂料，按照重量百分比包括以下组分：
聚酯树脂58％，
TGIC 4.4％，
钛白粉18％，
硫酸钡17.2％，
流平剂1％，
增光剂1％，
安息香0.4％。
优选地，所述流平剂是但不限于宁波南海公司的流平剂GLP503/588，所述增光剂是但不限于宁波南海公司的润湿促进剂BLC701，所述安息香是苯偶姻又称二苯乙醇酮。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中的聚酯树脂制作热转印粉末涂料，较现有的热转印粉末涂料更容易撕纸，降低了热转印后续处理转印纸的工艺难度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例A1
聚酯树脂A1，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、40克乙二醇、10克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入130克间苯二甲酸、15克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为42.5mg KOH/g、粘度为4800mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯1克，搅拌半小时后出料。
实施例A2
聚酯树脂A2，在氮气氛围下，将250克新戊二醇、75克乙二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入400克对苯二甲酸、115克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入130克间苯二甲酸、20克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为43.6mg KOH/g、粘度为3900mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯1克、四丙酸季戊四醇酯2克，搅拌半小时后出料。
实施例A3
聚酯树脂A3，在氮气氛围下，将200克新戊二醇、100克乙二醇、7克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入550克对苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入120克间苯二甲酸、21克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为42.7mg KOH/g、粘度为4750mpa.s(200℃)，指标合格，搅拌半小时降温后出料。
实施例A4
聚酯树脂A4，在氮气氛围下，将350克新戊二醇、10克乙二醇、10克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸、28克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入100克间苯二甲酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为43.1mg KOH/g、粘度为4230mpa.s(200℃)，指标合格，搅拌半小时降温后出料。
实施例A5
聚酯树脂A5，在氮气氛围下，将350克新戊二醇、50克乙二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸、10克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入79克间苯二甲酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为40.1mg KOH/g、粘度为5500mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯2克，搅拌半小时后出料。
实施例A6
聚酯树脂A6，在氮气氛围下，将250克新戊二醇、40克乙二醇、36克1,2丙二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入400克对苯二甲酸、120克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入125克间苯二甲酸、20克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为41.9mg KOH/g、粘度为4100mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯1克、四丙酸季戊四醇酯1克，搅拌半小时后出料。
实施例A7
聚酯树脂A7，在氮气氛围下，将250克新戊二醇、40克乙二醇、50克甲基丙二醇、7克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入467克对苯二甲酸、50克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入120克间苯二甲酸、10克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为43.6mgKOH/g、粘度为3900mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯2克，搅拌半小时后出料。
实施例A8
聚酯树脂A8，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、40克1,2丙二醇、10克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸、50克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入80克间苯二甲酸、15克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为43.1mg KOH/g、粘度为3930mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯1克，搅拌半小时后出料。
实施例A9
聚酯树脂A9，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、40克甲基丙二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入130克间苯二甲酸、20克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为43.6mg KOH/g、粘度为3900mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯1克，搅拌半小时后出料。
实施例A10
聚酯树脂A10，在氮气氛围下，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、20克1,2丙二醇、20克甲基丙二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入260克对苯二甲酸、300克己二酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入93克间苯二甲酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为41.1mg KOH/g、粘度为4200mpa.s(200℃)，指标合格，搅拌半小时降温后出料。
实施例A11
聚酯树脂A11，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、20克乙二醇、20克1,2丙二醇、20克甲基丙二醇、10克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入450克对苯二甲酸、115克间苯二甲酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入130克间苯二甲酸、44克己二酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为45.3.6mg KOH/g、粘度为3500mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯2克，搅拌半小时后出料。
实施例A12
聚酯树脂A12，在氮气氛围下，将300克新戊二醇、40克乙二醇、10克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡和1克亚磷酸三苯酯加入反应器中，升温加热至130℃。再加入500克对苯二甲酸、65克己二酸，搅拌均匀。加热升温至250℃，在此反应条件下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入80克间苯二甲酸，随后升温至240℃，保温2小时后，真空缩聚3小时。取样分析酸值、粘度，酸值为42.4mg KOH/g、粘度为3850mpa.s(200℃)，指标合格，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2克、四丙酸季戊四醇酯1克，搅拌半小时后出料。
实施例A1-A12中的聚酯树脂的酸值为40.1～45.3mg KOH/g，玻璃化转变温度为60-64℃，平均支化度为2.1～2.4，粘度3500-5500mpa.s(200℃)。
实施例A1-A13中聚酯树脂A1-A13配方及指标见表1(组分单位：g)
实施例B1
粉末涂料B1，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A1 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B2
粉末涂料B2，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A2 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B3
粉末涂料B3，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A3 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B4
粉末涂料B4，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A4 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B5
粉末涂料B5，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A5 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B6
粉末涂料B6，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A6 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B7
粉末涂料B7，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A7 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B8
粉末涂料B8，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A8 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B9
粉末涂料B9，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A9 580g，固化剂TGIC 44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B10
粉末涂料B10，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A10 580g，固化剂TGIC44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B11
粉末涂料B11，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A11 580g，固化剂TGIC44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B12
粉末涂料B12，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂A12 580g，固化剂TGIC44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
对比例C1
粉末涂料C1，按照重量百分比包括以下组分：聚酯树脂DM-707 580g，固化剂TGIC44g，钛白粉180g，硫酸钡172g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B1-B12是将表1中聚酯树脂A1-A12作为原料，以表2中的组分配比制备成粉末涂料，并检测涂料的性能，实施例B1-B12中B1-B12是本发明实施例、C1是使用现有江苏达美瑞新材料有限公司聚酯树脂，型号为DM-707做的对比例(现有技术)。
表2粉末涂料配方及性能，各组分单位：g
从表2结果可以看出，使用本发明聚酯树脂制作的粉末涂料，抗冲击性能正反冲击均通过，光泽均在80以上，耐候性较现有配方稍差一点，仍能满足产品耐候型要求，但转印后撕纸较容易，而现有配方产品(对比例C1)撕纸难易程度一般。
表2中，TGIC为异氰尿酸三缩水甘油酯，流平剂优选为宁波南海公司的流平剂GLP503/588，增光剂优选为宁波南海公司的润湿促进剂BLC701，安息香优选为二苯乙醇酮又名苯偶姻。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：聚酯树脂的酸值为40~45mgKOH/g，玻璃化转变温度为60~64℃，平均支化度为2.1~2.4，200℃时粘度为3500~5500mpa.s；聚酯树脂按照重量百分比包括以下组分：二元醇30~40%、多元醇0.5~1%、二元酸45~55%、酸解剂8~15%、助剂0.2~0.6%。
2.根据权利要求1所述的易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述二元醇为新戊二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、甲基丙二醇中一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述多元醇为三羟甲基丙烷。
4.根据权利要求1所述的易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述酸解剂为间苯二甲酸、己二酸中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述助剂包括催化剂和抗氧剂；所述催化剂为单丁基氧化锡，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四丙酸季戊四醇酯中一种或几种的混合物。
7.一种易撕纸热转印粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：按照重量百分比包括以下组分：
新戊二醇：25~35%，
乙二醇：4~10%，
三羟甲基丙烷：0.5~1%，
对苯二甲酸：40~55%，
间苯二甲酸：0~12%，
酸解剂间苯二甲酸：8~13%，
酸解剂己二酸：0~2%，
催化剂单丁基氧化锡：0.1%，
抗氧剂亚磷酸三苯酯：0.1%，
抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯：0~0.2%，
抗氧剂四丙酸季戊四醇酯：0~0.2%。
8.根据权利要求1-7任一所述聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在氮气氛围下，将二元醇、多元醇、催化剂、一部分抗氧剂加入反应器中，升温加热至130℃，再加入二元酸，搅拌均匀，加热升温至180℃开始反应，随后以10-15℃/h的速度升温至250℃，在此温度下，保温至反应体系澄清，随后降低反应体系温度至220℃，加入酸解剂，然后再升温至240℃，保温2h后，在真空度为-0.09~-0.099Mpa的条件下继续反应2~4h；取样分析酸值、粘度，其中：酸值控制在40-45mg KOH/g、200℃时粘度控制在3500~5500mpa.s，指标合格后，投加另一部分抗氧剂，搅拌0.5h后出料。
9.一种包含权利要求1-7任一所述的聚酯树脂的粉末涂料，其特征在于，按照重量百分比包括以下组分：
聚酯树脂58%，
TGIC 4.4%，
钛白粉18%，
硫酸钡17.2%，
流平剂1%，
增光剂1%，
安息香0.4%。
10.根据权利要求9所述的粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为流平剂GLP503/588，所述增光剂为促进剂BLC701，所述安息香为二苯乙醇酮。
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