CN110511362A

CN110511362A - 一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法

Info

Publication number: CN110511362A
Application number: CN201910787492.6A
Authority: CN
Inventors: 范士堂; 董洪志
Original assignee: Dezhou Great Star Industry & Trade Co Ltd
Current assignee: Dezhou Great Star Industry & Trade Co Ltd
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2019-11-29

Abstract

户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料粉碎后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后加入固化促进剂，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂。本发明通过先期对聚酯树脂进行环氧改性，通过接枝反应的方式明显增进柔韧性改善T弯性能，同时增加交联密度增强耐腐蚀性能，本方法制备的聚酯树脂具有较高的玻璃化温度，同时拥有较好的光泽、抗冲击性、优良的流平，满足粉末涂料生产过程中对聚酯玻璃化的要求。

Description

一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法

技术领域

本发明涉及聚酯树脂制备技术领域，具体涉及一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法。

背景技术

目前，国内热固性粉末涂料主要由树脂、固化剂、颜填料、助剂等组成，主要分为纯聚酯粉末涂料和混合型粉末涂料，主要应用于家用金属家具、电器配件、五金构件等领域。其中纯聚酯粉末涂料是采用羟基聚酯树脂制成的粉末涂料，因具有优良的耐候性，通常被称为耐候型粉末涂料。

在粉末涂料使用过程中，经常会遇到粉末结团、板结的问题，尤其是在炎热的夏季及气温较高的地域，该问题更是显著。而要解决此问题只能通过提高粉末涂料中所用聚酯树脂的玻璃化温度。此外聚酯树脂产品在户外使用，其防腐蚀性能不如环氧树脂，为了弥补聚酯树脂涂料的性能缺点，常常使用聚酯树脂拼加环氧树脂的方法，以期得到一个综合性能优异的户外粉末涂料。目前广泛使用的是聚酯树脂后拼加环氧树脂技术，即在聚酯树脂涂料生产阶段拼合一部分的环氧树脂，以达到增加附着，提高硬度，增加耐腐蚀等目的。但在实际使用过程中，冷拼加环氧树脂有诸多问题，如拼加后T弯性能下降，柔韧性变差，批次间加量波动，储存分层明显等。

发明内容

本发明提供了一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，以解决现有技术存在的玻璃化温度不理想和后拼加环氧树脂导致的T弯性能下降，柔韧性变差和批次间加量波动的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料粉碎后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，酯交换反应和酯化反应结束后，加入间苯二甲酸继续反应，反应结束后进行减压缩聚反应，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，至酸值10mgKOH/g以下，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后出料再加入固化促进剂，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂，多元醇加入量占PEN质量的150％～300％；单丁基氧化锡占PEN质量的0.3％～0.8％；环氧树脂占PEN质量的40％～120％；多元酸占PEN质量的200％～650％；热稳定剂1010 占PEN质量的0.3％～0.8％；间苯二甲酸占PEN质量的40％～120％；聚丙烯酸树脂占PEN质量的40％～80％；混合型二元酸二甲酯溶剂占PEN质量的40％～80％；固化促进剂占PEN质量的0.8％～3％。

上述PEN废料熔融温度为170～235℃，需粉碎成5mm～10mm粒径的碎料。

上述多元醇为乙二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、 1，3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、特戊二醇和三羟甲基丙烷的一种或多种。

上述多元酸为间苯二甲酸、精对苯二甲酸、硬脂酸、己二酸、马来酸和己二酸的一种或多种。

上述酯交换和酯化反应温度为180℃～250℃；酯交换和酯化反应结束条件为：取样分析酸值为10±5mgKOH/g，粘度为3±2cSt，粘度计测试温度为200 ±5℃。

上述环氧树脂为小分子量环氧树脂。

上述减压缩聚反应条件为：反应釜内压力≤0.095Mpa，温度230～250℃；所述的减压缩聚反应结束条件为：取样分析粘度达到40±10cSt，粘度计温度为200±5℃，酸值达到35±10mgKOH/g，羟值达到＜5mgKOH/g

热稳定剂1010为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本发明方法利用PEN材质类废料进行生产，实现了废旧PEN的回收利用，减少了废旧PEN对环境的污染，具有显著的环保效益；并且通过先期对聚酯树脂进行环氧改性，通过接枝反应的方式明显增进柔韧性改善T弯性能，同时增加交联密度增强耐腐蚀性能，本方法制备的聚酯树脂具有较高的玻璃化温度，同时拥有较好的光泽、抗冲击性、优良的流平，满足粉末涂料生产过程中对聚酯玻璃化的要求。

具体实施方式

例1

一种户外高玻璃化温度纯聚型热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料熔融温度为170～235℃，需粉碎成5mm～10mm粒径的碎料后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，多元醇为乙二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、特戊二醇和三羟甲基丙烷的一种或多种，多元酸为间苯二甲酸、精对苯二甲酸、硬脂酸、乙二酸、马来酸和己二酸的一种或多种，多元醇加入量占PEN质量的230％；单丁基氧化锡占PEN质量的0.5％；多元酸占PEN质量的400％；环氧树脂占PEN 质量的80％；热稳定剂1010占PEN质量的0.6％，酯交换和酯化反应温度为 180℃～250℃；酯交换和酯化反应结束条件为：取样分析酸值为10±5mgKOH/g，粘度为3±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，酯交换反应和酯化反应结束后，加入间苯二甲酸继续反应，间苯二甲酸占PEN质量的40％，加入间苯二甲酸后继续反应温度为245±5℃，反应结束条件为：酸值为50±5mgKOH/g、粘度为5 ±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，反应结束后进行减压缩聚反应，减压缩聚反应条件为：反应釜内压力控制在0.09Mpa～0.095Mpa，温度230～250℃；所述的减压缩聚反应结束条件为：取样分析粘度达到40±10cSt，粘度计温度为200±5℃，酸值达到35±10mgKOH/g，羟值达到＜5mgKOH/g，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，至酸值10mgKOH/g以下，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后出料再加入固化促进剂，聚丙烯酸树脂占PEN质量的60％；混合型二元酸二甲酯溶剂占PEN质量的40％，固化促进剂占PEN质量的0.8％，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂。

例2

一种户外高玻璃化温度纯聚型热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料熔融温度为170～235℃，需粉碎成5mm～10mm粒径的碎料后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，多元醇为乙二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、特戊二醇和三羟甲基丙烷的一种或多种，多元酸为间苯二甲酸、精对苯二甲酸、硬脂酸、乙二酸、马来酸和己二酸的一种或多种，多元醇加入量占PEN质量的150％；单丁基氧化锡占PEN质量的0.3％；环氧树脂占PEN质量的45％；多元酸占PEN 质量的200％；热稳定剂1010占PEN质量的0.3％，酯交换和酯化反应温度为 180℃～250℃；酯交换和酯化反应结束条件为：取样分析酸值为10±5mgKOH/g，粘度为3±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，酯交换反应和酯化反应结束后，加入间苯二甲酸继续反应，间苯二甲酸占PEN质量的40％，加入间苯二甲酸后继续反应温度为245±5℃，反应结束条件为：酸值为50±5mgKOH/g、粘度为5 ±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，反应结束后进行减压缩聚反应，减压缩聚反应条件为：反应釜内压力控制在0.09Mpa～0.095Mpa，温度230～250℃；所述的减压缩聚反应结束条件为：取样分析粘度达到40±10cSt，粘度计温度为200±5℃，酸值达到35±10mgKOH/g，羟值达到＜5mgKOH/g，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，至酸值10mgKOH/g以下，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后出料再加入固化促进剂，聚丙烯酸树脂占PEN质量的40％；混合型二元酸二甲酯溶剂占PEN质量的80％，固化促进剂占PEN质量的0.8％，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂。

例3

一种户外高玻璃化温度纯聚型热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料熔融温度为170～235℃，需粉碎成5mm～10mm粒径的碎料后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，多元醇为乙二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、特戊二醇和三羟甲基丙烷的一种或多种，多元酸为间苯二甲酸、精对苯二甲酸、硬脂酸、乙二酸、马来酸和己二酸的一种或多种，多元醇加入量占PEN质量的300％；单丁基氧化锡占PEN质量的1.5％；多元酸占PEN质量的550％；环氧树脂占PEN 质量的120％；热稳定剂1010占PEN质量的1.5％，酯交换和酯化反应温度为 180℃～250℃；酯交换和酯化反应结束条件为：取样分析酸值为10±5mgKOH/g，粘度为3±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，酯交换反应和酯化反应结束后，加入间苯二甲酸继续反应，间苯二甲酸占PEN质量的120％，加入间苯二甲酸后继续反应温度为245±5℃，反应结束条件为：酸值为50±5mgKOH/g、粘度为5 ±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃，反应结束后进行减压缩聚反应，减压缩聚反应条件为：反应釜内压力控制在0.09Mpa～0.095Mpa，温度230～250℃；所述的减压缩聚反应结束条件为：取样分析粘度达到40±10cSt，粘度计温度为200±5℃，酸值达到35±10mgKOH/g，羟值达到＜5mgKOH/g，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，至酸值10mgKOH/g以下，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后出料再加入固化促进剂，聚丙烯酸树脂占PEN质量的60％；混合型二元酸二甲酯溶剂占PEN质量的60％，固化促进剂占PEN质量的3％，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂。

Claims

1.一种户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是采用回收的聚萘二甲酸乙二酯PEN废料，PEN废料粉碎后与多元醇、多元酸、环氧树脂、催化剂单丁基氧化锡、热稳定剂1010进行酯交换反应和酯化反应，酯交换反应和酯化反应结束后，加入间苯二甲酸继续反应，反应结束后进行减压缩聚反应，减压缩聚反应结束后向物料中加二甲苯进行回流脱水，至酸值10mgKOH/g以下，降温后加入聚丙烯酸树脂和混合型二元酸二甲酯溶剂进行稀释，稀释至合适黏度后出料再加入固化促进剂，经过滤除去杂质即得到聚酯树脂，多元醇加入量占PEN质量的150％～300％；单丁基氧化锡占PEN质量的0.3％～0.8％；环氧树脂占PEN质量的40％～120％；多元酸占PEN质量的200％～650％；热稳定剂1010占PEN质量的0.3％～0.8％；间苯二甲酸占PEN质量的40％～120％；聚丙烯酸树脂占PEN质量的40％～80％；混合型二元酸二甲酯溶剂占PEN质量的40％～80％；固化促进剂占PEN质量的0.8％～3％。

2.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是多元醇为乙二醇、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、特戊二醇和三羟甲基丙烷的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是多元酸为间苯二甲酸、精对苯二甲酸、硬脂酸、己二酸、马来酸和己二酸的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是酯交换和酯化反应温度为180℃～250℃；酯交换和酯化反应结束条件为：取样分析酸值为10±5mgKOH/g，粘度为3±2cSt，粘度计测试温度为200±5℃。

5.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是环氧树脂为小分子量环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是减压缩聚反应条件为：反应釜内压力≤0.095Mpa，温度230～250℃；所述的减压缩聚反应结束条件为：取样分析粘度达到40±10cSt，粘度计温度为200±5℃，酸值达到35±10mgKOH/g，羟值达到＜5mgKOH/g。

7.根据权利要求1所述的户外高玻璃化温度热固性粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其特征是热稳定剂1010为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。