專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種粉末涂料用聚酯樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及粉末涂料領(lǐng)域，具體涉及一種以e-羥烷基酰胺為固化劑的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
：粉末涂料由于其無(wú)有機(jī)溶劑從經(jīng)濟(jì)的和生態(tài)的原因考慮而受到高度評(píng)價(jià)，尤其是可熱固化的粉末涂料，其具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效、性能卓越之"四E"優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。在中國(guó)專(zhuān)利CN1765952中公開(kāi)了一種粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，記載了在制備聚酯樹(shù)脂時(shí)使用大量的乙二醇及含活潑P氫的2-甲基-l，3-丙二醇等單體，但由其制備的粉末涂層在實(shí)驗(yàn)室中的快速氣候老化和在自然氣候老化下有特別快速的損害；同時(shí)還使用官能度為3單體，其制備的烘烤的粉末涂層的表面外觀(guān)較差，如變差的流動(dòng)性、由于針孔引起的光澤降低等；在其制備聚酯樹(shù)脂時(shí)使用的乙酸的沸點(diǎn)117.9t:，苯甲酸在IO(TC時(shí)迅速升華，磷酸和丙烯酸在反應(yīng)后期很難進(jìn)行酯化縮聚反應(yīng)，制備的路線(xiàn)不合理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，由該聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料具有較好的表面外觀(guān)和流動(dòng)性能，同時(shí)還具有較好的耐光、熱、水降解粉化的耐氣候的粉末涂層。本發(fā)明的一種粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，包括以下組分及含量聚酯樹(shù)脂中酸/醇的摩爾比為1.01-1.06/1;其中各個(gè)醇的含量分別占總醇摩爾數(shù)的百分比為新戊二醇85-99.5mol%;1，6-己二醇0_10mol%;2、2、4-三甲基-1、3-戊二醇單異丁酯0.5_5mol%;其中各個(gè)酸的含量分別占總酸摩爾數(shù)的百分比為對(duì)苯二甲酸50-80mol%;間苯二甲酸20_40mol%;己二酸0_10mol%。本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，采用酸/醇的摩爾比為1.01-1.06/1制備線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂，由此制備的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂的酸值為20-40mgK0H/g，玻璃轉(zhuǎn)化溫度較高，羥值較低，同時(shí)本發(fā)明的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂可通過(guò)調(diào)節(jié)2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯的用量來(lái)調(diào)節(jié)該聚酯樹(shù)脂所制備的粉末涂料的膠化時(shí)間，由該線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料具有較好的表面外觀(guān)和流動(dòng)性能，同時(shí)還具有較好的耐光、熱、水降解粉化的耐氣候的粉末涂層。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單合理。本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括如下步驟3、將新戊二醇、1，6_己二醇和2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯混合加熱熔化，加熱溫度不超過(guò)140°C;b、將上述熔化物攪拌并加入對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸或己二酸，同時(shí)在氮?dú)夥諊鷥?nèi)逐步加熱反應(yīng)至無(wú)餾出物生成為止，加熱溫度不超過(guò)240°C;c、將上述反應(yīng)物的溫度降至22(TC以下，再在上述反應(yīng)物中加入間苯二甲酸或己二酸，再逐漸升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)且溫度不超過(guò)24(TC，檢測(cè)反應(yīng)物的酸值在30-48mgK0H/g后再通過(guò)50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。本發(fā)明粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，首先是將反應(yīng)活性較低的羧酸進(jìn)行反應(yīng)，生成羥基官能的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂；然后再將反應(yīng)活性較高的羧酸進(jìn)行反應(yīng)生成酸值為18-38mgK0H/g的羧基官能的端羧基線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂，所以本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法簡(jiǎn)單合理。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，在基于聚酯樹(shù)脂中酸/醇的摩爾比為1.01-1.06/1時(shí)，優(yōu)選新戊二醇為95-98mol%;優(yōu)選1，6_己二醇為1.0-2.5mo1%;2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯為1-2.5mol%;對(duì)苯二甲酸為50_80mol%;間苯二甲酸為20-40mol%;己二酸為0-10mol%;線(xiàn)性脂族二羧酸單元是己二酸，線(xiàn)性脂族二醇單元是1，6-己二醇，其中芳族的酸的苯環(huán)結(jié)構(gòu)具有很好的剛性，脂族的醇、酸具有很好的柔性，所以通過(guò)上述組分制備而成的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂具有較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和較低的羥值，同時(shí)還可以通過(guò)調(diào)節(jié)2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯的用量來(lái)調(diào)節(jié)該樹(shù)脂所制備的粉末涂料的膠化時(shí)間。本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，是根據(jù)酯化反應(yīng)制備而成，優(yōu)選的是使用合適的催化劑，例如單丁基氧化錫進(jìn)行反應(yīng)，其中單丁基氧化錫的用量占聚酯樹(shù)脂總量的0.1%;然后再根據(jù)上述原料組分及其含量進(jìn)行反應(yīng)，首先是將反應(yīng)活性較低的羧酸進(jìn)行反應(yīng)，生成端羥基官能的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂，然后再將反應(yīng)活性較高的羧酸進(jìn)行反應(yīng)獲得含端羧基的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂，酸值為18-38mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為至少55。C，羥值最大為5mgK0H/g，同時(shí)本發(fā)明方法制備的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂可通過(guò)調(diào)節(jié)2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯的用量來(lái)調(diào)節(jié)該樹(shù)脂所制備的粉末涂料的膠化時(shí)間，以達(dá)到涂膜產(chǎn)生針孔的最高膜厚。實(shí)施例1在合成反應(yīng)容器中，投入5.38mol的新戊二醇，0.08mol的1，6_己二醇，O.14mol的2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯，加熱熔化且溫度不超過(guò)14(TC;然后在攪拌下，加入3.92mol的對(duì)苯二甲酸，O.72mol的間苯二甲酸以及0.0067mol的單丁基氧化錫催化劑，同時(shí)充入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)保護(hù)；將物料逐步加熱反應(yīng)，溫度不超過(guò)24(TC，并維持在此溫度下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，直到不再有餾出物生成為止，端羥基官能的聚酯樹(shù)脂的酸值<10mgK0H/g;隨后降溫至22(TC以下，加入1.02mol的間苯二甲酸，O.27mol的己二酸進(jìn)行反應(yīng)，再逐步升溫且溫度不超過(guò)24(TC，直到達(dá)到所希望的酸值44-48mgK0H/g，最后用約50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。經(jīng)檢測(cè)其酸值為35.5mgK0H/g，羥值為3.7mgK0H/g，粘度4470mPa.s/200°C，玻璃化溫度(Tg)為58"。實(shí)施例2在合成反應(yīng)容器中，投入5.45mol的新戊二醇，0.64mol的1，6_己二醇，0.32mol的2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯，加熱熔化且溫度不超過(guò)14(TC;然后在攪拌下，加入5.43mol的對(duì)苯二甲酸及0.0077mol的單丁基氧化錫催化劑，同時(shí)充入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)保護(hù)；將物料逐步加熱反應(yīng)，溫度不超過(guò)24(TC，并維持在此溫度下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，直到不再有餾出物生成為止，端羥基官能的聚酯樹(shù)脂的酸值<10mgK0H/g;隨后降溫至22(TC以下，加入1.36mol的間苯二甲酸進(jìn)行反應(yīng)，再逐步升溫且溫度不超過(guò)24(TC，直到達(dá)到所希望的酸值44-48mgK0H/g，最后用約50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。經(jīng)檢測(cè)其酸值為34.6mgK0H/g，羥值為2.4mgK0H/g，粘度4110mPa.s/200。C，玻璃化溫度(Tg)為56"。實(shí)施例3在合成反應(yīng)容器中，投入5.38mol的新戊二醇，0.08mol的1，6_己二醇，0.09mol的2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯，加熱熔化且溫度不超過(guò)14(TC;然后在攪拌下，加入3.79mol的對(duì)苯二甲酸，O.84mol的間苯二甲酸以及0.0065mol的單丁基氧化錫催化劑，同時(shí)充入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)保護(hù)；將物料逐步加熱反應(yīng)，溫度不超過(guò)24(TC，并維持在此溫度下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，直到不再有餾出物生成為止，端羥基官能的聚酯樹(shù)脂的酸值<10mgK0H/g;隨后降溫至22(TC以下，加入0.90mo1的間苯二甲酸，0.31mol的己二酸進(jìn)行反應(yīng)，再逐步升溫且溫度不超過(guò)24(TC，進(jìn)行酯化并檢測(cè)酸值39-43mgK0H/g，最后用約50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。經(jīng)檢測(cè)其酸值為28.3mgK0H/g，羥值為3.2mgK0H/g，粘度5080mPa.s/200。C，玻璃化溫度(Tg)58°C。實(shí)施例4在合成反應(yīng)容器中，投入5.53mol的新戊二醇，0.03mol的2、2、4_三甲基_1、3_戊二醇單異丁酯，加熱熔化且溫度不超過(guò)140°C;然后在攪拌下，加入2.83mol的對(duì)苯二甲酸，1.81mol的間苯二甲酸，O.29mol的己二酸以及0.0062mol的單丁基氧化錫催化劑，同時(shí)充入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)保護(hù)；將物料逐步加熱反應(yīng)，溫度不超過(guò)240°C，并維持在此溫度下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，直到不再有餾出物生成為止，端羥基官能的聚酯樹(shù)脂的酸值<10mgK0H/g;隨后降溫至22(TC以下，加入0.46mol的間苯二甲酸，O.27mol的己二酸進(jìn)行反應(yīng)，再逐步升溫且溫度不超過(guò)24(TC，進(jìn)行酯化并檢測(cè)酸值36-39mgK0H/g，最后用約50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。經(jīng)檢測(cè)其酸值為25.5mgK0H/g，羥值為2.9mgK0H/g，粘度4850mPa.s/200。C，玻璃化溫度(Tg)57°C。實(shí)施例5在合成反應(yīng)容器中，投入5.38mol新戊二醇，O.08mol的1，6_己二醇，O.07mol的2.2、4-三甲基-1、3-戊二醇單異丁酯，加熱熔化且溫度不超過(guò)140°C;然后在攪拌下，加入3.67mol的對(duì)苯二甲酸，O.96mol的間苯二甲酸以及0.0064mol的單丁基氧化錫催化劑，同時(shí)充入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)保護(hù)；將物料逐步加熱反應(yīng)，溫度不超過(guò)24(TC，直到不再有餾出物生成為止，端羥基官能的聚酯樹(shù)脂的酸值<10mgK0H/g;隨后降溫至22(TC以下，加入0.78mol的間苯二甲酸，O.34mol的己二酸進(jìn)行反應(yīng)，再逐步升溫且溫度不超過(guò)24(TC，進(jìn)行酯化并檢測(cè)酸值34-37mgKOH/g，最后用約50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。經(jīng)檢測(cè)其酸值為22.6mgK0H/g，羥值3.lmgKOH/g，粘度5730mPa.s/200。C，玻璃化溫度(Tg)57°C。本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的性能通過(guò)在粉末涂料中的應(yīng)用來(lái)體現(xiàn)。在粉末涂料中本發(fā)明的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂一般占50-90%，采用的固化劑為e-羥烷基酰胺，其余為顏填料和常規(guī)添加劑；將以上制備的線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂在它們合成之后澆注到金屬容器中并在冷卻后粉碎成<10mm的顆粒。與表1的其他粉末涂料組合物一起配制成粉末涂料的預(yù)混合物表1:用線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將以上預(yù)混合物在混合機(jī)中混合均勻，通過(guò)030雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，二區(qū)的溫度分布為115_125°C;冷卻的擠出物進(jìn)行粉碎并過(guò)篩制成粉末涂料。隨后粉末涂料采用高壓靜電噴涂法噴涂在經(jīng)表面處理的磷化樣板上，經(jīng)180°C10min的烘箱熱烘烤固化；然后按國(guó)家化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《熱固性粉末涂料》HG/T2006-2006的要求進(jìn)行各項(xiàng)性能的測(cè)試。同時(shí)對(duì)上述粉末涂料進(jìn)行IS08130-8加速貯存穩(wěn)定性測(cè)試，其流動(dòng)性能沒(méi)有遭受劣化。其中流平為PCI等級(jí)，1-10級(jí)，1=差，10=優(yōu)異。耐熱降解性通過(guò)15(TC至少2小時(shí)的循環(huán)熱空氣烘烤負(fù)載之后，重新測(cè)定剩余光澤和開(kāi)始時(shí)測(cè)定的光澤計(jì)算出失光率并用黑色棉布擦拭以觀(guān)察涂層表面的掉粉狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果如表2所示。表2:用線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料的測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，通過(guò)和P-羥烷基酰胺為固化劑制備的粉末涂料具有突出的機(jī)械水平和表面外觀(guān)，同時(shí)還具有較好的耐光、熱、水降解粉化的耐氣候的粉末涂層。權(quán)利要求一種粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，包括以下組分及含量聚酯樹(shù)脂中酸/醇的摩爾比為1.01-1.06/1；其中各個(gè)醇的含量分別占總醇摩爾數(shù)的百分比為新戊二醇85-99.5mol％；1，6-己二醇0-10mol％；2、2、4-三甲基-1、3-戊二醇單異丁酯0.5-5mol％；其中各個(gè)酸的含量分別占總酸摩爾數(shù)的百分比為對(duì)苯二甲酸50-80mol％；間苯二甲酸20-40mol％；己二酸0-10mol％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的新戊二醇為95-98mol%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的1，6-己二醇為1.0-2.5mol%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯為1.0-2.5mol%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的對(duì)苯二甲酸為50-70mol%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的間苯二甲酸為26-40mol%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征在于所述的己二酸為4-10mol%。8.制備權(quán)利要求1所述的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的方法，包括如下步驟&、將新戊二醇、1，6-己二醇和2、2、4-三甲基-l、3-戊二醇單異丁酯混合加熱熔化，加熱溫度不超過(guò)140°C;b、將上述熔化物攪拌并加入對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸和己二酸，同時(shí)在氮?dú)夥諊鷥?nèi)逐步加熱反應(yīng)至無(wú)餾出物生成為止，加熱溫度不超過(guò)240°C;c、將上述反應(yīng)物的溫度降至22(TC以下，再在上述反應(yīng)物中加入間苯二甲酸或己二酸，再逐漸升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)且溫度不超過(guò)240°C，檢測(cè)反應(yīng)物的酸值在30-48mgK0H/g后再通過(guò)50mmHg的真空促成即制成線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的方法，其特征在于所述的步驟b中加入單丁基氧化錫。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的方法，其特征在于所述的單丁基氧化錫占聚酯樹(shù)脂總量的0.1%。全文摘要本發(fā)明涉及粉末涂料領(lǐng)域，具體涉及一種以β-羥烷基酰胺為固化劑的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂及其制備方法，該粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，包括以下組分及含量聚酯樹(shù)脂中酸/醇的摩爾比為1.01-1.06/1；其中各個(gè)醇的含量分別占總醇摩爾數(shù)的百分比為新戊二醇85-99.5mol％；1，6-己二醇0-10mol％；2、2、4-三甲基-1、3-戊二醇單異丁酯0.5-5mol％；其中各個(gè)酸的含量分別占總酸摩爾數(shù)的百分比為對(duì)苯二甲酸50-80mol％；間苯二甲酸20-40mol％；己二酸0-10mol％，本發(fā)明的粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，玻璃轉(zhuǎn)化溫度較高，羥值較低，由該線(xiàn)性聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料具有較好的表面外觀(guān)和流動(dòng)性能，同時(shí)還具有較好的耐光、熱、水降解粉化的耐氣候的粉末涂層。文檔編號(hào)C08G63/78GK101704939SQ20091018554公開(kāi)日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年11月18日優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日發(fā)明者葉治國(guó),吳佳佳,毛松林,汪志宏,沈福祥,洪健,王瓊,王穎申請(qǐng)人:黃山永佳三利科技有限公司