CN111777748A - 一种提高镀锌件附着力的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
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Abstract
本发明公开了一种提高镀锌件附着力的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，所述聚酯树脂酸值为28‑32mgKOH/g，玻璃化转变温度为60‑62℃，200℃下粘度为5000‑6500mpa.s，平均支化度为2.1～2.4；所述聚酯树脂由以下重量份的组分组成：二元醇37～40份、多元醇0.5～2.5份、二元酸45～55份、酸解剂5～15份、助剂0.6份。本发明中的聚酯树脂用于制作镀锌件用户外粉末涂料，相较现有普通聚酯制作的粉末涂料应用于镀锌件具有更大的附着力。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料用聚酯树脂技术领域，特别涉及一种提高镀锌件附着力的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。
伴随着高速公路的发展，高速公路护栏的粉末涂料喷涂也越来越广泛，由于高速公路护栏多为镀锌工件，而镀锌件的喷涂粉末涂料成膜后，普遍存在涂膜附着力低下的问题，这给镀锌件的喷涂带来了很大的困扰。
目前现有的普通聚酯树脂制作的粉末涂料喷涂在镀锌件上后，涂膜的附着力较差，这主要是因为两者之间的偶合力较差引起的，这导致涂层会有不同程度的易破损或脱落，提高粉末涂料用聚酯树脂与镀锌件的亲和力，来能提高涂膜的附着力是一种解决方法。
发明内容
本发明提供一种提高镀锌件附着力的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亲水基团含量，以提高粉末涂料固化中亲水基团对镀锌层的润湿性、偶合力来解决后续涂膜附着力不足的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种提高镀锌件附着力的户外粉末涂料用聚酯树脂，聚酯树脂酸值为28-32mgKOH/g，玻璃化转变温度为60-62℃，200℃下粘度为5000-6500mpa.s，平均支化度为2.1～2.4；所述聚酯树脂由以下重量份的组分组成：二元醇37～40份、多元醇0.5～2.5份、二元酸45～55份、酸解剂5～15份、助剂0.6份。
优选的，所述二元醇为新戊二醇、乙二醇、甲基丙二醇中一种或几种的混合物。
优选的，所述多元醇为三羟甲基丙烷、季戊四醇的一种或两种的混合物。
优选的，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。
优选的，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。
优选的，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)亚磷酸酯和四丙酸季戊四醇酯的混合物。
优选的，按照重量份数包括以下组分：
新戊二醇：29～40份；
乙二醇：0～5份；
甲基丙二醇：0-3份；
三羟甲基丙烷：0.5～2.5份；
季戊四醇：0-0.5份；
对苯二甲酸：35～55份；
间苯二甲酸：0～8份；
己二酸：0-2份；
酸解剂间苯二甲酸：3～15份；
酸解剂己二酸：0～2份；
催化剂单丁基氧化锡：0.1份；
抗氧剂亚磷酸三苯酯：0.1份；
抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯：0.2份；
抗氧剂四丙酸季戊四醇酯：0.2份。
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、抗氧剂亚磷酸三苯酯，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28-32mg KOH/g、200℃时粘度控制在5000～6500mpa.s，达到上述酸值、粘度后，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂四丙酸季戊四醇酯，搅拌0.5h后出料。
一种基于上述的聚酯树脂的粉末涂料，所述粉末涂料由以下重量份的组分组成：
聚酯树脂58份；
异氰尿酸三缩水甘油酯：2.4份；
钛白粉18份；
硫酸钡19.2份；
流平剂1份；
增光剂1份；
安息香0.4份。
优选的，所述异氰尿酸三缩水甘油酯为β-羟烷基酰胺，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。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述聚酯树脂制备选用了不同种不同量的多元醇，从而给所述聚酯树脂提供一定量不参加后续反应的羟基，由其制备的粉末涂料在镀锌工件表面涂覆后，这类羟基因具有亲水性而起到涂层与工件间的偶联作用。
本发明中的聚酯树脂制作喷涂镀锌件用粉末涂料，较现有的热普通粉末涂料喷涂镀锌件后涂膜的附着力获得较大提高。
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400克新戊二醇、5克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，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39克间苯二甲酸、1克亚磷酸三苯酯，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31.2mg KOH/g、粘度为5050mpa.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A2
聚酯树脂A2，在氮气氛围下，将350克新戊二醇、25克乙二醇、15克甲基丙二醇、15克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，升温加热至130℃。再加入350克对苯二甲酸、69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150克间苯二甲酸、20克己二酸、1克亚磷酸三苯酯，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28.1mg KOH/g、粘度为6320mpa.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A3
聚酯树脂A3，在氮气氛围下，将290克新戊二醇、50克乙二醇、30克甲基丙二醇、15克三羟甲基丙烷、5克季戊四醇、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，升温加热至130℃。再加入414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150克间苯二甲酸、20克己二酸、1克亚磷酸三苯酯，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28.0mgKOH/g、粘度为6480mpa.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、9克乙二醇、25克三羟甲基丙烷、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，升温加热至130℃。再加入400克对苯二甲酸、80克间苯二甲酸，10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100克间苯二甲酸、1克亚磷酸三苯酯，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28.3mg KOH/g、粘度为6500mpa.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、5克三羟甲基丙烷、2.5克季戊四醇、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，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86.5克间苯二甲酸、20克己二酸、1克亚磷酸三苯酯，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31.6mg 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360克新戊二醇、40克乙二醇、15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加入反应器中，升温加热至130℃。再加入474克对苯二甲酸、40克间苯二甲酸、20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30克间苯二甲酸、10克己二酸、1克亚磷酸三苯酯，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30.9mg KOH/g、粘度为6400mpa.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。
对比例A7
聚酯树脂A7，在氮气氛围下，将380克新戊二醇、1克催化剂单丁基氧化锡加入反应器中，升温加热至130℃。再加入480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、14克己二酸、1克亚磷酸三苯酯，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32.7mg KOH/g、粘度为5380mpa.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A1-A6中的聚酯树脂的酸值为28～31.6mg KOH/g，玻璃化转变温度为60-64℃，平均支化度为2.1～2.4，粘度5050-6480mpa.s(200℃)。
对比例为江苏达美瑞公司通用HAA固化聚酯树脂产品，型号为DM-760，指标为酸值为31.3mg KOH/g，粘度5380mpa.s(200℃)。
表1实施例A1-A7中聚酯树脂A1-A7配方及指标(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HAA31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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HAA31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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HAA 31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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HAA 31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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HAA31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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HAA 31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，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：江苏达美瑞公司聚酯树脂DM760：580g，固化剂HAA 31g，钛白粉180g，硫酸钡185g，流平剂10g，增光剂10g，安息香4g。
实施例B1-B6是将表1中聚酯树脂A1-A6作为原料，以表2中的组分配比制备成粉末涂料，喷涂于热镀锌板材，在180℃烘烤15分钟，并检测涂层的附着力性能指标(见表3)，实施例B1-B6中B1-B6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-760做的对比例(现有技术)。
表2粉末涂料配方，各组分单位：g
表3粉末涂料附着力性能指标
表2中，HAA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。
从表3结果可以看出，使用本发明聚酯树脂制作的粉末涂料，光泽均在80以上，耐候性UVA300小时保光率均大于80％，能满足产品耐候型要求，抗冲击性能明显好于现有产品，划格试验也得出本发明聚酯树脂制作粉末涂料烘烤后的涂层对镀锌板材的附着力较现有产品DM760有较大提高。
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)
1.一种提高镀锌件附着力的户外粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：聚酯树脂酸值为28-32mgKOH/g，玻璃化转变温度为60-62℃，200℃下粘度为5000-6500mpa.s，平均支化度为2.1～2.4；所述聚酯树脂由以下重量份的组分组成：二元醇37～40份、多元醇0.5～2.5份、二元酸45～55份、酸解剂5～15份、助剂0.6份。
2.根据权利要求1所述的提高镀锌件附着力的户外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、甲基丙二醇中一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的提高镀锌件附着力的户外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、季戊四醇的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的提高镀锌件附着力的户外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所述的提高镀锌件附着力的户外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所述的提高镀锌件附着力的户外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)亚磷酸酯和四丙酸季戊四醇酯的混合物。
7.根据权利要求1-6任一所述的提高镀锌件附着力的户外粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于：所述聚酯树脂由以下重量份的组分组成：
新戊二醇：29～40份；
乙二醇：0～5份；
甲基丙二醇：0-3份；
三羟甲基丙烷：0.5～2.5份；
季戊四醇：0-0.5份；
对苯二甲酸：35～55份；
间苯二甲酸：0～8份；
己二酸：0-2份；
酸解剂间苯二甲酸：3～15份；
酸解剂己二酸：0～2份；
催化剂单丁基氧化锡：0.1份；
抗氧剂亚磷酸三苯酯：0.1份；
抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯：0.2份；
抗氧剂四丙酸季戊四醇酯：0.2份。
8.一种权利要求1-7任一所述的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、抗氧剂亚磷酸三苯酯，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28-32mg KOH/g、200℃时粘度控制在5000～6500mpa.s，达到上述酸值、粘度后，投加抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂四丙酸季戊四醇酯，搅拌0.5h后出料。
9.一种基于权利要求1-7任一所述的聚酯树脂的粉末涂料，其特征在于：所述粉末涂料由以下重量份的组分组成：
聚酯树脂58份；
异氰尿酸三缩水甘油酯：2.4份；
钛白粉18份；
硫酸钡19.2份；
流平剂1份；
增光剂1份；
安息香0.4份。
10.根据权利要求9所述的粉末涂料，其特征在于：所述异氰尿酸三缩水甘油酯为β-羟烷基酰胺，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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