專利名稱：一種β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯樹脂及其制備方法，尤其涉及了一種β-羥烷基酰胺低溫 固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
粉末涂料以其經(jīng)濟、環(huán)保、高效和性能卓越等優(yōu)點，正逐漸替代有機溶劑型涂 料，成為涂料行業(yè)中的重要發(fā)展方向，一直保持著較快的增長速度。粉末涂料金屬建 筑材料也以其優(yōu)異的耐久性、裝飾性和加工成形性等特點，廣泛應(yīng)用于建筑物的各個方 面。盡管粉末涂料的優(yōu)點突出，但相對于液體涂料而言，通常熱固性粉末涂料流平和固 化溫度較高(180°C 200°C )，固化時間較長(10 30min)。這樣使得粉末涂料只能用 于耐熱的金屬底材上，不適用于木質(zhì)、紙質(zhì)、塑料等熱敏型底材。但是隨著粉末涂料應(yīng) 用領(lǐng)域的拓展，傳統(tǒng)的固化條件已不適應(yīng)新的發(fā)展要求，同時較高的固化溫度和較長的 固化時間也消耗了大量的熱能。目前，通常都是通過降低烘烤溫度來降低能耗，烘烤溫 度每降低10°C，可節(jié)能10%左右，但是烘烤時間就會相對延長。而從節(jié)能降耗考慮，烘 烤時間過長，直接導(dǎo)致生產(chǎn)周期變長，既浪費能源，又耗費時間，勞動生產(chǎn)率得不到有 效提高。因此低溫固化粉末涂料便成為涂裝行業(yè)的一個有效降低能耗方向。低溫固化粉末涂料的應(yīng)用方面主要有如下幾種情況(1)應(yīng)用于耐熱性差的材料的涂裝，例如彈簧、鋁鎂合金、木質(zhì)材料等，由于其 熱變形溫度低，宜采用低溫固化粉末涂料。(2)節(jié)省能源，低溫固化粉末涂料因其烘烤溫度較低，從而可以削減烘烤爐的運 轉(zhuǎn)費用，達到節(jié)省能源的目的。(3)盡量利用原來使用溶劑型烘烤涂料的生產(chǎn)流水線，烘烤溫度一般為160°C左 右。若改用一般的粉末涂料，烘烤溫度必須控制在180°C左右。因此，為了適應(yīng)利用原 有的溶劑型涂裝生產(chǎn)流水線，必須采用低溫烘烤粉末涂料。這樣，不僅可以節(jié)省能源， 而且可以實施向無污染的粉末涂料轉(zhuǎn)變。目前，文獻報到了不少多元醇和多元酸在有機錫催化劑的條件下直接聚合成低 溫固化聚酯樹脂的方法，但是專門針對羥烷基酰胺低溫固化聚酯樹脂專利報道不 多。美國專利US6284845B1報道了一種酸值為30 40mg KOH/g的粉末涂料用低溫 固化聚酯樹脂的合成方法，文章只簡單涉及了 羥烷基酰胺低溫固化聚酯樹脂的合 成，且合成的樹脂玻璃化溫度較低，在實際的推廣應(yīng)用中存在一定的困難。中國專利 20091021423.9公開了一種混合型聚酯樹脂(50 50)的制備方法，文件中比較了不同的 單體對合成低溫固化聚酯樹脂的影響，主要采用部分己二酸、偏苯三酸酐和均苯四酸酐 合成聚酯樹脂的方法。但是所得的聚酯樹脂的酸值比較高，且主要用于戶內(nèi)，耐候性能 差，工藝和配方對合成酸值為28-36mgKOH/g的β _羥烷基酰胺低溫固化聚酯樹脂借鑒 意義不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹 脂，該聚酯樹脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點、粘度和存儲穩(wěn)定性，制備的粉末 涂料具有優(yōu)異的流平性能和機械性能、良好的抗厚膜針孔性能和老化性能。本發(fā)明的另一目的在于提供上述β -羥烷基酰胺低溫固化耐候型聚酯樹脂的制 備方法。本發(fā)明的第一個目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種β-羥烷基酰胺低溫 固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，由包括以下重量百分比含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得 到多元醇 25 45%芳香多元酸 40 55%支化劑0-5%脂肪多元酸 0 8%酸解劑 5 15%酯化催化劑 0.01 0.15%。本發(fā)明中所述的多元醇為新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙 二醇、己二醇、1，4-丁二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明中所述的芳香多元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合 物。本發(fā)明中所述的脂肪多元酸為己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、 富馬酸和馬來酸中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明中所述的支化劑為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷或季戊四醇。本發(fā)明中所述的酸解劑為間苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、 偏苯三酸酐、均苯四酸酐、富馬酸酐和馬來酸酐中的一種或幾種的混合物。其中優(yōu)選間 苯二甲酸和1，4-環(huán)己烷二甲酸。本發(fā)明中所述的酯化催化劑為有機錫類化合物，尤其是包括單丁基氧化錫、二 丁基氧化錫。上述β _羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂的制備方法是在反 應(yīng)釜中，加入上述配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入上 述配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，通入氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，至175 185 °C酯化水開始生成并餾出；然后逐漸升溫至245 255 °C，共反應(yīng)5 10小時至 95%的酯化水排出后，加入酸解劑繼續(xù)反應(yīng)3 5h，然后抽真空縮聚至酸值達到28 36mgKOH/g,即停止反應(yīng)得到羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明方法制備的聚酯樹脂酸值為28 36mgKOH/g，羥值都小于IOmgKOH/ g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50 60°C，熔融粘度為2000 6000mPa.s，數(shù)均分子量為2000 8000。本發(fā)明方法制備的聚酯樹脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和軟化點，而且存儲穩(wěn)定 性好，與羥烷基酰胺固化制成的粉末涂料具有優(yōu)異的流平性能和機械性能、良好的老化性能和抗厚膜針孔性能。采用本發(fā)明合成的聚酯樹脂制備β -羥烷基酰胺低溫固化的耐候粉末涂料的步 驟為將合成的聚酯樹脂分別與固化劑羥烷基酰胺、填料、顏料及其他助劑按比例 稱好后混勻，熔融擠出、冷卻破碎、粉碎過篩制成粉末涂料即可。顏料和填料包括鈦白 粉、硫酸鋇、碳酸鈣、Ciba綠等，其他助劑包括安息香、流平劑等。
具體實施例方式下面列舉一部分具體實施例對本發(fā)明進行說明，表1為聚酯樹脂的實施例，A F為不同單體和工藝組合的對比實例。在10升反應(yīng)釜中，加入表1所列配比量的新戊二 醇、2-甲基-1，3-丙二醇、乙二醇、三羥甲基丙烷，加熱升溫至物料熔化；然后依次 加入對苯二甲酸、己二酸、丁基錫氧化物、1，4-環(huán)己烷二甲酸，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)， 180°C左右酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至250°C，共反應(yīng)5 10小時至95%的 酯化水排出后，酸值達到10 2()mgKOH/g，加入酸解劑繼續(xù)反應(yīng)3 5h，至酸值達到 40 50mgKOH/g，然后抽真空縮聚約1 4h，至酸值達到28 36mgKOH/g，即可停 止反應(yīng)。酸值28 36mgKOH/g ；玻璃化溫度50 60°C ；軟化點95 110°C ； 200°C熔體粘度(ICI錐平板粘度計)2000 6000mPa · S。表1聚酯樹脂的組份和性能
權(quán)利要求
1.一種β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特征是，由包括以下 重量百分比含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到多元醇20 45%芳香多元酸 40 55%脂肪多元酸 0 8%支化劑 0 5%酸解劑5 15%酯化催化劑 0.01 0.15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特 征是，所述的多元醇為新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、己二 醇、1，4-丁二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特 征是，所述的芳香多元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特 征是，所述的脂肪多元酸為己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、富馬酸和馬 來酸中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特 征是，所述的支化劑為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷或季戊四醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其 特征是，所述的酸解劑為間苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、偏苯三酸 酐、均苯四酸酐、富馬酸酐和馬來酸酐中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，其特 征是，所述的酯化催化劑為單丁基氧化錫或二丁基氧化錫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂的制備 方法，其特征是，在反應(yīng)釜中，加入上述配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔 化；然后依次加入上述配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，通入氮氣繼續(xù) 升溫反應(yīng)，至175 185°C酯化水開始生成并餾出；然后逐漸升溫至245 255°C，共反 應(yīng)5 10小時至95%的酯化水排出后，加入酸解劑繼續(xù)反應(yīng)3 5h，然后抽真空縮聚至 酸值達到28 36mgKOH/g，即停止反應(yīng)得到β -羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用 聚酯樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂，由包括以下重量百分比含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到多元醇25～45％、芳香多元酸40～55％、脂肪多元酸0～8％、支化劑0～5％、酸解劑5～15％、酯化催化劑0.01～0.15％。本發(fā)明還公開了該β-羥烷基酰胺低溫固化耐候型粉末涂料用聚酯樹脂的制備方法。本發(fā)明制備的聚酯樹脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點、合適的熔融粘度和儲存穩(wěn)定性，由該聚酯樹脂制得的粉末涂料具有優(yōu)異的流平性能、機械性能和良好的抗厚膜針孔等優(yōu)點。
文檔編號C08G63/20GK102010501SQ201010521458
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者何濤, 周年忠, 李勇, 顧宇昕 申請人:中國電器科學(xué)研究院, 廣州擎天實業(yè)有限公司