CN115141360A - 一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法。该应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法，包括以下质量份组分：新戊二醇60‑80份、1,6‑己二醇30‑40份、2‑乙基‑1,3‑己二醇45‑75份、对苯二甲酸30‑40份、间苯二甲酸20‑40份、邻苯二甲酸酐40‑50份、环戊二烯10‑20份、顺丁烯二酸酐8‑12份、过氧化甲乙酮30‑40份、异辛酸钴8‑10份、酯化催化剂10‑12份、固化剂6‑10份；该应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法，采用了环戊二烯和顺丁烯二酸酐为单体合成了3,6‑内次甲基‑1,2,3,6‑四氢苯二甲酸酐，以3,6‑内次甲基‑1,2,3,6‑四氢苯二甲酸酐代替部分邻苯二甲酸酐与多元醇反应制备出耐高温的固化聚酯树脂，同时在生产过程中减少了采用的设备数量以及能源损耗，大大提高了生产效率和产品质量。

Description

一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于树脂涂料技术领域，具体涉及一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法。
背景技术
水泥工程车的主要用途就是把拌好的水泥混凝土运送大建筑工地上，在运输途中罐体会不断转动，以保证水泥混凝土在规定时间内不会分离，骨料不下沉，为了提高水泥工程车表面的耐腐蚀度，使其更耐用，需要在水泥工程车表面涂抹防护性涂料，而粉末涂料近年来发展迅速，与传统液体涂料相比，具有节能、环保、综合性能优异的特，所以随着节能、环保理念的加强，开发聚酯树脂作为水泥工程车表面涂料已成为一个发展趋势点。
粉末涂料是一种不含有机溶剂的100％固体粉末，它与油性涂料和水性涂料不同，涂装时不以溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂覆在工件表面，经加热后形成一层具有特殊用途的涂膜的一种新型环保涂料。粉末涂料具有无VOC、环保、节能、施工效率高与应用范围宽等优点，并以其经济、环保、高效和性能卓越等优点，正逐渐替代有机溶剂型涂料，成为涂料行业中的重要发展方向，一直保持着较快的增长速度。聚酯类粉末涂料更以其优异的耐久性、装饰性和加工成型性等特点，广泛应用于涂装领域。
但是目前应用于水泥工程车的涂料成分较为单一，不能具有较好的耐高温的效果，且固化效果较差，且生产过程较为复杂，需要采用较多的反应器进行多重反应，较为复杂，耗时较长。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的应用于水泥工程车的固化聚酯树脂及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂，包括以下质量份组分：新戊二醇60-80份、1,6-己二醇30-40份、2-乙基-1,3-己二醇45-75份、对苯二甲酸30-40份、间苯二甲酸20-40份、邻苯二甲酸酐40-50份、环戊二烯10-20份、顺丁烯二酸酐8-12份、过氧化甲乙酮30-40份、异辛酸钴8-10份、酯化催化剂10-12份、固化剂6-10份。
一种如上述应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、选取定量的新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐置入反应器的底段混合区域处进行充分的混合搅拌；
步骤S2、选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S3、反应结束后降低反应器温度至150～160℃，选取定量的过氧化甲乙酮和异辛酸钴置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的固化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S4、反应结束后，待反应器温度降至室温时放料。
作为本发明的进一步优化方案，步骤S2中所述选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应时，将反应器升温至200～210℃。
作为本发明的进一步优化方案，步骤S2中所述选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应，直至反应器中混合物的酸度值为20～30mgKOH/g时结束。
作为本发明的进一步优化方案，所述反应器包括釜体、连接在釜体上端开口处的上盖板、连接在釜体下端的第一出料管、设于上盖板上的搅拌机构以及连接在搅拌机构和釜体内壁之间的上段混合机构，所述上盖板上连接有与釜体内部连通的第一入料口和第二入料口以及用于检测釜体内部温度的温度计，所述釜体壁内设有电加热层，所述搅拌机构用于搅拌位于釜体底段混合区域处的物料，所述上段混合机构用于预处理通入釜体底段混合区域处的物料。
作为本发明的进一步优化方案，所述搅拌机构包括连接在上盖板中心处的第一电机、连接在第一电机输出轴端的第一搅拌轴、连接在第一搅拌轴外壁上的若干个第一搅拌叶片和一个限位支撑环，若干个所述搅拌叶片用于搅拌釜体底段混合区域处的物料，限位支撑环用于支撑限位上段混合机构。
作为本发明的进一步优化方案，所述上段混合机构包括扇形限位板、设于扇形限位板壁内的弧形腔室和扇形腔室、设于扇形限位板上端面并与弧形腔室连通的弧形滑槽、连接在扇形限位板上端面的若干个备料桶体、活动连接在备料桶体下端中心处的第二搅拌轴、连接在第二搅拌轴外壁上的若干个第二搅拌叶片、连接在备料桶体下端的第二出料管、连接在备料桶体内壁靠近下端位置处的导料板、设于扇形限位板壁内的第二电机、连接在第二电机输出轴端的堵料板、连接在上盖板上端的第三电机、连接在第三电机输出轴端的转轴、连接在转轴一端的齿轮、连接在弧形腔室内壁上的弧形齿轮板，所述第一搅拌轴贯穿扇形限位板以及其内部的扇形腔室，第一搅拌轴位于扇形腔室内的外壁上连接有第一链轮和第二链轮，若干个所述第二搅拌轴的下端均延伸至扇形腔室内，且第二搅拌轴位于扇形腔室内的外壁上均连接有第三链轮，所述第一链轮位于第二链轮的上方，第一链轮和其中一个第三链轮之间连接有第一链条，第二链轮和另一个第三链轮之间连接有第二链条，所述齿轮和弧形齿轮板相啮合。
作为本发明的进一步优化方案，所述扇形限位板的外圆壁上设有弧形限位槽，所述釜体的内壁上设有与弧形限位槽相配合的弧形支撑板，所述扇形限位板的下端面与限位支撑环的上端面接触。
本发明的有益效果在于：本发明采用了环戊二烯和顺丁烯二酸酐为单体合成了3,6-内次甲基-1,2,3,6-四氢苯二甲酸酐，以3,6-内次甲基-1,2,3,6-四氢苯二甲酸酐代替部分邻苯二甲酸酐与多元醇反应制备出耐高温的固化聚酯树脂，同时在生产过程中减少了采用的设备数量以及能源损耗，大大提高了生产效率和产品质量。
附图说明
图1是本发明的反应器的整体结构示意图；
图2是本发明的图1的A处放大图；
图3是本发明上段混合机构的结构示意图；
图4是本发明齿轮和弧形齿轮板的相配合视图。
图中：1、釜体；101、电加热层；102、弧形支撑板；103、第一出料管；2、上盖板；201、第一入料口；202、第二入料口；3、第一电机；301、第一搅拌轴；302、第一搅拌叶片；303、限位支撑环；4、上段混合机构；401、扇形限位板；402、弧形腔室；403、弧形滑槽；404、弧形限位槽；405、扇形腔室；406、备料桶体；407、第二搅拌轴；408、转轴；409、齿轮；410、弧形齿轮板；411、第二搅拌叶片；412、导料板；413、第二出料管；414、第二电机；415、第一链条；416、第二链条；417、第三电机；418、堵料板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂，包括以下质量份组分：新戊二醇60-80份、1,6-己二醇30-40份、2-乙基-1,3-己二醇45-75份、对苯二甲酸30-40份、间苯二甲酸20-40份、邻苯二甲酸酐40-50份、环戊二烯10-20份、顺丁烯二酸酐8-12份、过氧化甲乙酮30-40份、异辛酸钴8-10份、酯化催化剂10-12份、固化剂6-10份。
一种如上述应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、选取定量的新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐置入反应器的底段混合区域处进行充分的混合搅拌；
步骤S2、选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S3、反应结束后降低反应器温度至150～160℃，选取定量的过氧化甲乙酮和异辛酸钴置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的固化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S4、反应结束后，待反应器温度降至室温时放料。
步骤S2中选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应时，将反应器升温至200～210℃。
步骤S2中选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应，直至反应器中混合物的酸度值为20～30mgKOH/g时结束。
采用了环戊二烯和顺丁烯二酸酐为单体合成了3,6-内次甲基-1,2,3,6-四氢苯二甲酸酐，以3,6-内次甲基-1,2,3,6-四氢苯二甲酸酐代替部分邻苯二甲酸酐与多元醇反应制备出耐高温的固化聚酯树脂。
同时，不饱和聚酯树脂在通常情况下前期凝胶时间短、后期固化速度快或前期凝胶时间长、后期固化速度慢，若前期凝胶时间段则容易导致施工时间不够，若前期凝胶时间长则后期固化时间较长，且容易导致固化不完全，是产品性能欠佳，因此，固化时采用了过氧化甲乙酮和异辛酸钴，使得不饱和聚酯树脂前期凝胶时间长，且后期能快速的固化，提高产品的质量。
而在上述制备过程中，环戊二烯和顺丁烯二酸酐的反应过程以及过氧化甲乙酮和异辛酸钴的反应分别在上段混合机构4的不同区域中进行；
如图1-4所示，反应器包括釜体1、连接在釜体1上端开口处的上盖板2、连接在釜体1下端的第一出料管103、设于上盖板2上的搅拌机构以及连接在搅拌机构和釜体1内壁之间的上段混合机构4，上盖板2上连接有与釜体1内部连通的第一入料口201和第二入料口202以及用于检测釜体1内部温度的温度计，釜体1壁内设有电加热层101，搅拌机构用于搅拌位于釜体1底段混合区域处的物料，上段混合机构4用于预处理通入釜体1底段混合区域处的物料。
其中，搅拌机构包括连接在上盖板2中心处的第一电机3、连接在第一电机3输出轴端的第一搅拌轴301、连接在第一搅拌轴301外壁上的若干个第一搅拌叶片302和一个限位支撑环303，若干个第一搅拌叶片302用于搅拌釜体1底段混合区域处的物料，限位支撑环303用于支撑限位上段混合机构4。
需要说明的是，如上述，在将新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐从第一入料口201处通入釜体1内部，并通过第一电机3驱动第一搅拌轴301带动若干个第一搅拌叶片302对釜体1底段混合区域处的物料进行搅拌。
其中，上段混合机构4包括扇形限位板401、设于扇形限位板401壁内的弧形腔室402和扇形腔室405、设于扇形限位板401上端面并与弧形腔室402连通的弧形滑槽403、连接在扇形限位板401上端面的若干个备料桶体406、活动连接在备料桶体406下端中心处的第二搅拌轴407、连接在第二搅拌轴407外壁上的若干个第二搅拌叶片411、连接在备料桶体406下端的第二出料管413、连接在备料桶体406内壁靠近下端位置处的导料板412、设于扇形限位板401壁内的第二电机414、连接在第二电机414输出轴端的堵料板418、连接在上盖板2上端的第三电机417、连接在第三电机417输出轴端的转轴408、连接在转轴408一端的齿轮409、连接在弧形腔室402内壁上的弧形齿轮板410，第一搅拌轴301贯穿扇形限位板401以及其内部的扇形腔室405，第一搅拌轴301位于扇形腔室405内的外壁上连接有第一链轮和第二链轮，若干个第二搅拌轴407的下端均延伸至扇形腔室405内，且第二搅拌轴407位于扇形腔室405内的外壁上均连接有第三链轮，第一链轮位于第二链轮的上方，第一链轮和其中一个第三链轮之间连接有第一链条415，第二链轮和另一个第三链轮之间连接有第二链条416，齿轮409和弧形齿轮板410相啮合。
需要说明的是，当将环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入上段混合机构4中进行混合反应时，具体过程如下，将环戊二烯和顺丁烯二酸酐从第二入料口202通入釜体1内，此时环戊二烯和顺丁烯二酸酐处于上段混合机构4的其中一个备料桶体406内，而第一搅拌轴301在第一电机3的驱动下持续转动，第一搅拌轴301在转动的同时带动其外壁上连接的第一链轮转动，第一链轮转动后带动第一链条415以及其中一个备料桶体406中设置的第二搅拌轴407转动，该第二搅拌轴407转动后带动其上连接的若干个第二搅拌叶片411转动，达到对其中一个备料桶体406内的环戊二烯和顺丁烯二酸酐进行充分的搅拌混合反应，反应后产生的3,6-内次甲基-1,2,3,6-四氢苯二甲酸酐从其中一个备料桶体406下端的第二出料管413处排入釜体1的底段混合区域，与上述物料进行酯化反应，其中，第二出料管413的下端开口处设有；
而后，当将过氧化甲乙酮和异辛酸钴置入上段混合机构4中时，为了避免上述的其中一个备料桶体406中残留物质对过氧化甲乙酮和异辛酸钴的反应造成影响，此时，通过第三电机417驱动转轴408带动齿轮409转动，齿轮409转动后驱动弧形齿轮板410绕着转轴408进行转动，弧形齿轮板410转动时带动和其连接的扇形限位板401同向、同角度的转动，直至另一个备料桶体406移动至第二入料口202的下方，此时其中一个备料桶体406从第二入料口202的下方移开，此过程，不影响第一链轮、第三链轮和第一链条415之间的连接，同时，也不影响第二链轮、第三链轮和第二链条416之间的连接，如上，第二链条416在第二链轮的驱动下驱使另一个备料桶体406内的第二搅拌轴407转动，并带动该第二搅拌轴407上的若干个第二搅拌叶片411转动，对氧化甲乙酮和异辛酸钴进行混合搅拌处理，使得各项反应均不会产生相互的影响，同时减少采用其他混合反应设备的数量，降低了能耗，增加了反应速度以及产品的质量。
其中，扇形限位板401的外圆壁上设有弧形限位槽404，釜体1的内壁上设有与弧形限位槽404相配合的弧形支撑板102，扇形限位板401的下端面与限位支撑环303的上端面接触。
需要说明的是，扇形限位板401在齿轮409的驱动下，绕着第一搅拌轴301进行转动，可以达到便捷调节各个备料桶体406和第二入料口202之间的位置关系，较为便捷。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂，其特征在于，包括以下质量份组分：新戊二醇60-80份、1,6-己二醇30-40份、2-乙基-1,3-己二醇45-75份、对苯二甲酸30-40份、间苯二甲酸20-40份、邻苯二甲酸酐40-50份、环戊二烯10-20份、顺丁烯二酸酐8-12份、过氧化甲乙酮30-40份、异辛酸钴8-10份、酯化催化剂10-12份、固化剂6-10份。
2.一种如权利要求1所述应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、选取定量的新戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐置入反应器的底段混合区域处进行充分的混合搅拌；
步骤S2、选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S3、反应结束后降低反应器温度至150～160℃，选取定量的过氧化甲乙酮和异辛酸钴置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域处，同时选取定量的固化剂置入反应器的底段混合区域处进行充分混合反应；
步骤S4、反应结束后，待反应器温度降至室温时放料。
3.根据权利要求2所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应时，将反应器升温至200～210℃。
4.根据权利要求3所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述选取定量的环戊二烯和顺丁烯二酸酐置入反应器的上段混合机构中进行充分的混合搅拌后通入反应器的底段混合区域中，同时选取定量的酯化催化剂置入反应器的底段混合区域中进行充分混合反应，直至反应器中混合物的酸度值为20～30mgKOH/g时结束。
5.根据权利要求2所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述反应器包括釜体、连接在釜体上端开口处的上盖板、连接在釜体下端的第一出料管、设于上盖板上的搅拌机构以及连接在搅拌机构和釜体内壁之间的上段混合机构，所述上盖板上连接有与釜体内部连通的第一入料口和第二入料口以及用于检测釜体内部温度的温度计，所述釜体壁内设有电加热层，所述搅拌机构用于搅拌位于釜体底段混合区域处的物料，所述上段混合机构用于预处理通入釜体底段混合区域处的物料。
6.根据权利要求5所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述搅拌机构包括连接在上盖板中心处的第一电机、连接在第一电机输出轴端的第一搅拌轴、连接在第一搅拌轴外壁上的若干个第一搅拌叶片和一个限位支撑环，若干个所述搅拌叶片用于搅拌釜体底段混合区域处的物料，限位支撑环用于支撑限位上段混合机构。
7.根据权利要求6所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述上段混合机构包括扇形限位板、设于扇形限位板壁内的弧形腔室和扇形腔室、设于扇形限位板上端面并与弧形腔室连通的弧形滑槽、连接在扇形限位板上端面的若干个备料桶体、活动连接在备料桶体下端中心处的第二搅拌轴、连接在第二搅拌轴外壁上的若干个第二搅拌叶片、连接在备料桶体下端的第二出料管、连接在备料桶体内壁靠近下端位置处的导料板、设于扇形限位板壁内的第二电机、连接在第二电机输出轴端的堵料板、连接在上盖板上端的第三电机、连接在第三电机输出轴端的转轴、连接在转轴一端的齿轮、连接在弧形腔室内壁上的弧形齿轮板，所述第一搅拌轴贯穿扇形限位板以及其内部的扇形腔室，第一搅拌轴位于扇形腔室内的外壁上连接有第一链轮和第二链轮，若干个所述第二搅拌轴的下端均延伸至扇形腔室内，且第二搅拌轴位于扇形腔室内的外壁上均连接有第三链轮，所述第一链轮位于第二链轮的上方，第一链轮和其中一个第三链轮之间连接有第一链条，第二链轮和另一个第三链轮之间连接有第二链条，所述齿轮和弧形齿轮板相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种应用于水泥工程车的固化聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述扇形限位板的外圆壁上设有弧形限位槽，所述釜体的内壁上设有与弧形限位槽相配合的弧形支撑板，所述扇形限位板的下端面与限位支撑环的上端面接触。
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