本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)液體涂料相比，粉末涂料以其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、節(jié)能、綜合性能優(yōu)異的戶外型特點(diǎn)促使了粉末涂料行業(yè)的快速發(fā)展。自20世紀(jì)70年代初粉末涂料問(wèn)世以來(lái)，其在金屬建材方面的應(yīng)用得以迅速的增長(zhǎng)，因?yàn)榻^大部分用于戶外的涂裝和裝飾，經(jīng)常會(huì)遇到惡劣的天氣風(fēng)吹、雨打、日曬。這就要求粉末涂料的涂膜具有良好的耐水性能和耐候性能，使其涂層不起泡，保光好不褪色。
目前，戶外耐候性粉末涂料聚酯樹(shù)脂多以端羧基聚酯樹(shù)脂為主，實(shí)際上，端羥基聚酯樹(shù)脂粉末涂料具有更加優(yōu)異的戶外耐候性，以及其他綜合性能，因此開(kāi)發(fā)一種戶外端羥基聚酯樹(shù)脂很有必要。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，未來(lái)將朝著環(huán)保性、安全性、節(jié)能型、利用率高和性能優(yōu)異的戶外型方向研發(fā)。將逐步取代傳統(tǒng)的產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，具有較低的熔融粘度、低的游離羧基含量和很好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，羥值范圍為30-150mgkoh/g。由該聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料具有良好的流平性能、良好的耐候性、特別具有優(yōu)異的耐水煮性等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，根據(jù)配方設(shè)計(jì)工藝，滿足戶外粉末涂料對(duì)聚酯樹(shù)脂的要求。
本發(fā)明提供的一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量百分比的原料：
所述的芳香二元酸為對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸或1，4-環(huán)己烷二甲酸中的一種或幾種。
所述的二元醇為1，4-丁二醇、2-乙基-2-丁基-1,3丙二醇或新戊二醇中的一種或幾種。
所述的支化劑為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷或丙三醇中的一種或幾種。
所述的酯化催化劑為單丁基氧化錫。
所述的抗氧劑為亞磷酸三丁酯或亞磷酸三苯酯中的一種或兩種。
所述的固化促進(jìn)劑為二月桂酸二丁基錫。
本發(fā)明提供的一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，投入配方量的芳香二元酸、二元醇、支化劑和酯化催化劑，封釜加熱升溫反應(yīng)，然后取樣檢測(cè)，酸值為7～10mgkoh/g；
b、真空工序：將釜溫降溫至220-225℃，保溫并抽真空，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)，取樣檢測(cè)，酸值為0～1mgkoh/g，粘度為2000～5000mpa.s；
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，投入固化促進(jìn)劑和抗氧劑，保溫維持20～30min，然后抽真空在0.095～-0.097mpa繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
進(jìn)一步的，步驟a中所述加熱升溫反應(yīng)過(guò)程為：先加熱至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，然后取樣檢測(cè)酸值。
進(jìn)一步的，步驟a中步驟b中所述反應(yīng)時(shí)間為2.5～3.0h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中2-乙基-2-丁基-1,3丙二醇，由于有較大的側(cè)基，可以為聚酯樹(shù)脂提供優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐候性、耐水解性和耐紫外線照射的性能，所用到的支化劑可以提高樹(shù)脂的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐水解性能及良好的抗氧化性能。所加對(duì)苯二甲酸提高了合成樹(shù)脂的硬度和韌性，大量采用間苯二甲酸可以提高耐候性，環(huán)己烷二甲酸可以提高聚酯樹(shù)脂的耐候性和柔韌性。在工藝方面，采用延長(zhǎng)真空時(shí)間的方法，使樹(shù)脂中游離羧基殘留盡可能小(酸值＜1mgkoh/g)，盡量減小了殘留羧基對(duì)于粉末涂料耐候性，耐水解性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響。本發(fā)明制備的端羥基聚酯樹(shù)脂具有較低的熔融粘度和很好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。由該聚酯樹(shù)脂制備的粉末涂料具有良好的流平性能、良好的耐候性、特別具有優(yōu)異的耐水煮性等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量份的原料：見(jiàn)下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測(cè)，酸值為7.6mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)3.0取樣檢測(cè)，酸值為0.2mgkoh/g，粘度為4320mpa.s，羥值hv＝38mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進(jìn)劑yl101和抗氧劑，維持20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
實(shí)施例2
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量份的原料：見(jiàn)下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測(cè)，酸值為7.8mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)2.5h，取樣檢測(cè)，酸值為0.8mgkoh/g，粘度為4520mpa.s，羥值hv＝60mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進(jìn)劑y101和抗氧劑，維持反應(yīng)20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
實(shí)施例3
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量份的原料：見(jiàn)下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測(cè)，酸值為7.6mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)2.5h，取樣檢測(cè)，酸值為0.7mgkoh/g，粘度為3560mpa.s,羥值hv＝83mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進(jìn)劑y101和抗氧劑，維持反應(yīng)20min，抽真空0.095～-0.097mpa繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
實(shí)施例4
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量份的原料：見(jiàn)下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，投按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測(cè)，酸值為8.3mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)3.0h，取樣檢測(cè)，酸值為0.3mgkoh/g，粘度為3120mpa.s,羥值hv＝120mgkoh/g。。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進(jìn)劑y101和抗氧劑，維持反應(yīng)20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
實(shí)施例5
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂，包括以下重量份的原料：見(jiàn)下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應(yīng)容器中，投按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應(yīng)至反應(yīng)釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測(cè)，酸值為8.9mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應(yīng)3.0h，取樣檢測(cè)，酸值為0.6mgkoh/g，粘度為2230mpa.s,羥值hv＝142mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180～200℃，保溫，投入固化促進(jìn)劑y101和抗氧劑，維持反應(yīng)20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應(yīng)10min后，停攪拌放料。
表1實(shí)例1～5各物質(zhì)投入量(單位:g)
本發(fā)明實(shí)施例1-5制備的聚酯樹(shù)脂的性能通過(guò)在粉末涂料中的應(yīng)用來(lái)體現(xiàn)。在粉末涂料中所用固化劑為封閉異氰酸酯(b1530)，其顏料為鈦白粉(四川龍蟒)、填料為超細(xì)鋇(青島東風(fēng))、流平劑、安息香、潤(rùn)濕促進(jìn)劑701b均屬(南?；瘜W(xué))。粉末涂料的配方如下表2。
粉末涂料的制備流程如下：
配樣：按上述配方準(zhǔn)確稱樣。
預(yù)混合：在干凈的塑料袋里充分搖勻。
擠出壓片：在煙臺(tái)凌宇雙螺桿實(shí)驗(yàn)擠出機(jī)(slj-40)中以螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm擠出并壓片。
制粉：片料在咖啡研磨機(jī)中研磨，200目篩網(wǎng)過(guò)篩。
噴涂：分別在40千伏的手動(dòng)靜電噴槍下噴涂，噴涂材質(zhì)為鐵板。
燒烤：將烘箱設(shè)定200℃燒烤10min
表2
上述質(zhì)量單位均為：克。
上述制備的涂料-5的性能測(cè)試結(jié)果如表3所示
表3
表3中水煮實(shí)驗(yàn)是在溫度100℃的水中水煮2h后的光澤。老化性能測(cè)試是涂層在qub-b人工加速老化中進(jìn)行。
由表2、3可知，本發(fā)明方法制備的聚酯樹(shù)脂制成的樣板有很好的涂膜外觀，流平好，機(jī)械性能良好，彎折和附著力都附合要求。水煮后保光率高，涂膜表面不起泡不脫皮，人工加速老化良好，保光率高，老化后色差低。