低固化剂用量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低固化剂量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂及其制备方法。本发明所述的纯聚酯树脂与固化剂羟烷基酰胺的比例为96.5/3.5。通过调节原料的种类和比例，获得的树脂配置的粉末涂料板面流平、冲击性能及耐水煮性能良好，特别是低固化剂用量，大大降低了粉末涂料的成本，增加了市场竞争力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料专用户外纯聚酯树脂技术，特别涉及一种低固化剂用量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

粉末涂料由于其经济、环保、高效、性能卓越等特性，而被公认是绿色环保涂料，根据基体树脂和固化剂的不同，粉末涂料可分为纯环氧型粉末涂料、聚酯-环氧混合型粉末涂料、纯聚酯型粉末涂料、聚氨酯型粉末涂料和丙烯酸型粉末涂料等。纯聚酯型粉末涂料所用固化剂主要有异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、羟烷基酰胺(Primid)，目前市场上这两种类型粉末涂料约占纯聚酯型粉末涂料市场份额的90％以上。

聚酯-TGIC型粉末涂料虽然在抗黄变性、涂膜外观和耐水性等方面具有明显优点，但由于固化剂TGIC的性质和生物特性，TGIC具有一定毒性和对皮肤有刺激性等，虽然其毒理性尚不完全明确，但欧美和日本等国已将其列为具有潜在的致皮肤癌风险物质，而严格限制其使用。随着人们对安全环保意识的加强和高生活质量的追求，粉末涂料产品体系正在发生结构性变化，健康、安全、环保的产品将受到更多关注，并将成为发展的主导方向。羟烷基酰胺(Primid)是无毒、安全、环保的化合物，是一种绿色环保的纯聚酯粉末涂料固化剂，因此聚酯-Primid型粉末涂料具有良好的发展前景。

目前市场上的聚酯 -Primid型粉末涂料，固化条件一般为180℃/15min,聚酯与固化剂的比例为95/5。但随着化工原料价格持续上涨，粉末涂料的成本不断增加。而低固化剂用量的聚酯 -Primid型粉末涂料少有相关研究资料。

发明内容

针对目前的现状，本发明的目的提供了一种低固化剂量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：所述的低固化剂量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂，其所述的纯聚酯与固化剂羟烷基酰胺的比例为96.5/3.5，固化条件为180℃/15min；

所述的多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、环己烷二甲酸中的一种或者多种组合；

所述的多元醇为：新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己烷二甲醇、季戊四醇中的两种或者多种组合；

所述的封端剂为偏苯三酸酐、间苯二甲酸、己二酸、富马酸中的一种或者多种组合；

所述的固化促进剂为季铵盐类、2-甲基咪唑、乙基三苯基溴化磷中的一种或者两种组合。

所述的低固化剂量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂，其特征在于：所述的低固化剂量羟烷基酰胺固化纯聚酯树脂的制备过程如下：将釜温升至100℃左右，依次加入多元醇、多元酸和酯化催化剂，在氮气保护下逐步升温，升温过程中，180~210℃中升温速率为6℃/小时；

当温度升至250℃后，维持此温度，直到反应物的酸值为4~12mgKOH/g，降温至230℃，投入封端剂，升温至240℃，维持此温度，直到反应物澄清，取样酸值为28~32 mgKOH/g，进行真空操作，真空度小于-0.090MPa,真空时间1~3小时，直至反应物的酸值为18~22mgKOH/g，降温至205~210℃投入固化促进剂及抗氧化剂，维持15~30分钟即可。

由于降低了固化剂用量，要保证粉末涂料板面的综合性能，树脂的活性，支化度需要增加，同时还需要调整板面的流平性能。本发明中通过调节三官能团单体和脂肪族柔性单体的比例，以及固化促进剂的量，提高固化反应速度，降低了固化剂用量，同时兼顾了板面综合性能。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所述的一种低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂及其制备方法，

实施例1：

本实施例中的低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂的制备过程：将釜温升至100℃左右，依次加入85份新戊二醇、15份2-甲基-1,3-丙二醇 、3份三羟甲基丙烷、100份对苯二甲酸和0.2份酯化催化剂，在氮气保护下逐步升温，升温过程中，180~210℃中升温速率为6℃/小时。当温度升至250℃后，维持此温度，直到反应物的酸值为4~6mgKOH/g，降温至230℃，投入15份间苯二甲酸，升温至240℃，维持此温度，直到反应物澄清，取样酸值为28~32mgKOH/g，进行真空操作，真空度小于-0.090MPa,真空温度240℃，时间,1.5小时，至反应物的酸值为18~22 mgKOH/g，粘度0.35~0.45Pa.s（200℃），降温至205~210℃投入0.8份季铵盐及抗氧化剂，维持15~30分钟即可。

本发明所述的一种低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂及其制备方法，

实施例2：

本实施例中的低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂的制备过程：将釜温升至100℃左右，依次加入75份新戊二醇、25份2-甲基-1,3-丙二醇 、5份三羟甲基丙烷、100份对苯二甲酸和0.2份酯化催化剂，在氮气保护下逐步升温，升温过程中，180~210℃中升温速率为6℃/小时。当温度升至250℃后，维持此温度，直到反应物的酸值为4~6mgKOH/g，降温至230℃，投入10份间苯二甲酸和7份己二酸，升温至240℃，维持此温度，直到反应物澄清，取样酸值为28~32 mgKOH/g，进行真空操作，真空度小于-0.090MPa,真空温度240℃，时间,1.5小时，至反应物的酸值为18~22 mgKOH/g，粘度0.35~0.45Pa.s（200℃），降温至205~210℃投入1份乙基三苯基溴化膦及抗氧化剂，维持15~30分钟即可。

本发明所述的一种低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂及其制备方法，

实施例3：

本实施例中的低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂的制备过程：将釜温升至100℃左右，依次加入70份新戊二醇、25份2-甲基-1,3-丙二醇 、8份三羟甲基丙烷、2份环己烷二甲醇、80份对苯二甲酸、20份间苯二甲酸和0.2份酯化催化剂，在氮气保护下逐步升温，升温过程中，180~210℃中升温速率为6℃/小时。当温度升至250℃后，维持此温度，直到反应物的酸值为9~11mgKOH/g，降温至230℃，投入12份己二酸，升温至240℃，维持此温度，直到反应物澄清，取样酸值为28~32 mgKOH/g，进行真空操作，真空度小于-0.090MPa,真空温度240℃，时间,1.5小时，至反应物的酸值为18~22 mgKOH/g，粘度0.35~0.45Pa.s（200℃），降温至205~210℃投入1.5份乙基三苯基溴化膦及抗氧化剂，维持15~30分钟即可。

本发明所述的一种低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂及其制备方法，

实施例4：

本实施例中的低固化剂量羟烷基酰胺纯聚酯树脂的制备过程：将釜温升至100℃左右，依次加入67份新戊二醇、25份2-甲基-1,3-丙二醇 、8份三羟甲基丙烷、2份环己烷二甲醇、80份对苯二甲酸、20份间苯二甲酸和0.2份酯化催化剂，在氮气保护下逐步升温，升温过程中，180~210℃中升温速率为6℃/小时。当温度升至250℃后，维持此温度，直到反应物的酸值为10~12mgKOH/g，降温至230℃，投入10份己二酸和2份富马酸，升温至240℃，维持此温度，直到反应物澄清，取样酸值为28~32 mgKOH/g，进行真空操作，真空度小于-0.090MPa,真空温度230℃，时间,2.5小时，至反应物的酸值为18~22 mgKOH/g，粘度0.35~0.45Pa.s（200℃）降温至205~210℃投入1.2份乙基三苯基溴化膦及抗氧化剂，维持15~30分钟即可。

由实施例1~4所制备的纯聚酯树脂的性能检测结果见下表1：

表1

由表1可以看出，降低醇酸比例，增加树脂分子量，同时增加三官能团单体的量，能明显增加树脂的软化点和玻璃化温度，提高树脂的活性。

由实施例1~4制备的纯聚酯所配置的粉末涂料二次性能如下表2：（纯聚酯与固化剂羟烷基酰胺的比例为96.5/3.5，固化条件为180℃/15min）

表2

由表2可以看出：本发明通过调节醇酸比例、三官能团单体和脂肪族单体比例，以及固化促进剂的量，可以获得板面流平，冲击性能及耐水煮性能良好的树脂，特别是低固化剂用量，降低了整个粉末涂料的成本。