本发明属于有机高分子化合物技术领域,具体是指一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法。
背景技术:
粉末涂料是一种无挥发溶剂的固体粉末状涂料,具有无溶剂、低污染、材料利用率高、能量消耗低等优点,广泛应用于家用电器、机械设备、防腐管道和建筑材料技术领域。粉末涂料利用树脂与固化剂加热后发生交联反应,形成不熔的坚硬涂层,温度高时,该涂层只能发生分解,而不会像热塑性树脂涂层那样发生软化,因而具有较强的机械性能。
聚酯树脂粉末涂料与其他类型粉末涂料相比,具有独特的性质,例如,由于聚酯树脂带有极性基团,所以上粉率比环氧树脂高,烘烤过程中不易泛黄,光泽度高,流平性好,漆膜丰满,颜色浅等。聚酯粉末涂料因其优良的综合性能、耐候性能和相对低成本,被大量用于建筑、汽车、交通道路等户外设施,目前一半以上的热固性粉末涂料都是以聚酯树脂作为基料制备的。
随着近年来社会经济的高速发展和技术的不断更新,各种新产品不断推向市场,对粉末涂料的性能提出了各种不同的要求,在此基础上,抗菌型、耐腐蚀型、耐热型等功能性产品的开发与应用逐渐成为粉末涂料的发展方向。一般来说,耐热粉末涂料是指涂抹能长期耐受200摄氏度以上的高温,病保持良好的涂抹机械性能,使被保护的基材在高温环境中正常发挥作用。
目前市场上的聚酯粉末涂料进行耐热性能研究发现,大部分涂层在低于150摄氏度的条件下都能长期使用,但在高于200摄氏度的环境中,涂层表现出明显的失光现象、附着力下降、涂层脆化、明显变黄、柔韧性减低和粉化等破坏现行,使涂层失去对基材的保护作用。目前,国内市场上耐热型能突出的聚酯树脂产品较少,因此有必要研究开发一种耐热型能突出的粉末涂料用聚酯树脂。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法,其制备的粉末涂料具有优异的耐热性。
本发明是这样实现的,一种耐热性粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇15-40份
1,2-丙二醇2-10份
2-甲基-1,3-丙二醇2-10份
对苯二甲酸35-45份
间苯二甲酸10-25份
己二酸2-7份
三羟甲基丙烷35-80份
三羟甲基乙烷 40-70份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯0.5-2份
催化剂1-3份
抗氧剂0.3-0.8份
促进剂0.2-0.7份。
作为一种改进,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇25份
1,2-丙二醇6份
2-甲基-1,3-丙二醇6份
对苯二甲酸40份
间苯二甲酸18份
己二酸5份
三羟甲基丙烷55份
三羟甲基乙烷 55份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.3份
催化剂2份
抗氧剂0.5份
促进剂0.5份。
作为一种改进,所述催化剂为单丁基氧化锡或二丁基氧化锡。
作为一种改进,所述抗氧剂为抗氧剂3114、抗氧剂1076和抗氧剂168中的一种或几种。
作为进一步地改进,所述抗氧剂包括抗氧剂3114和抗氧剂168,所述抗氧剂3114与抗氧剂168 的质量比为(1-2):(1-2)。
作为进一步地改进,所述抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂168,所述抗氧剂3114与抗氧剂168 的质量比为(1-2):(1-2)。
作为一种改进,所述促进剂为四丁基氯化铵或乙基三苯基溴化膦。
本发明还提供一种耐热性粉末涂料用聚酯树脂的制备方法,在合成釜温度升至90-100摄氏度时,加入新戊二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和催化剂,在反应氮气的保护下升温至230-245摄氏度维持,直至酸值为10-20mgkoh/g,降温至210-220摄氏度,投入封端剂间苯二甲酸和/或己二酸,升温至240-245摄氏度维持,直至反应物酸值为46-49 mgkoh/g,进行抽真空操作,釜内气压小于-0.09MPa并保持60-75分钟,直至反应物酸值为32-36 mgkoh/g,降温至205-210摄氏度,投入固化促进剂、抗氧剂,维持15-30分钟即可得到耐高温粉末涂料用聚酯树脂。
本发明采用两步法加料,通过熔融缩聚法高温反应生产聚酯树脂,反应产物无污染,处理少,节省成本。
本发明的聚酯树脂具有合适的玻璃转化温度以及粘度,制备的粉末涂料具有优异的耐热性和机械性能以及良好的耐水煮性,在270摄氏度/6小时或300摄氏度/1小时条件下烘烤,涂层基本不失光,具有较高的光泽保留率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇15份
1,2-丙二醇2份
2-甲基-1,3-丙二醇2份
对苯二甲酸35份
间苯二甲酸10份
己二酸2份
三羟甲基丙烷35份
三羟甲基乙烷 40份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯0.5份
催化剂1份
抗氧剂0.3份
促进剂0.2份。
本实施例中,催化剂为单丁基氧化锡,促进剂为四丁基氯化铵,抗氧剂包括抗氧剂3114和抗氧剂168,抗氧剂3114与抗氧剂168 的质量比为1:2。
实施例2
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇40份
1,2-丙二醇10份
2-甲基-1,3-丙二醇10份
对苯二甲酸45份
间苯二甲酸25份
己二酸7份
三羟甲基丙烷80份
三羟甲基乙烷70份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2份
催化剂3份
抗氧剂0.8份
促进剂0.7份。
本实施例中,催化剂为二丁基氧化锡,促进剂为乙基三苯基溴化膦,抗氧剂包括抗氧剂3114和抗氧剂168,抗氧剂3114与抗氧剂168 的质量比为2:1。
实施例3
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇25份
1,2-丙二醇6份
2-甲基-1,3-丙二醇6份
对苯二甲酸40份
间苯二甲酸18份
己二酸5份
三羟甲基丙烷55份
三羟甲基乙烷 55份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.3份
催化剂2份
抗氧剂0.5份
促进剂0.5份。
本实施例中,催化剂为单丁基氧化锡,促进剂为四丁基氯化铵,抗氧剂包括抗氧剂3114和抗氧剂168,抗氧剂3114和抗氧剂168的质量比为1:1。
实施例4
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇25份
1,2-丙二醇6份
2-甲基-1,3-丙二醇6份
对苯二甲酸40份
间苯二甲酸18份
己二酸5份
三羟甲基丙烷55份
三羟甲基乙烷 55份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.3份
催化剂2份
抗氧剂0.5份
促进剂0.5份。
其中,催化剂为二丁基氧化锡,促进剂为乙基三苯基溴化膦,抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂168,抗氧剂1076和抗氧剂168的质量比为2:1。
实施例5
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇25份
1,2-丙二醇6份
2-甲基-1,3-丙二醇6份
对苯二甲酸40份
间苯二甲酸18份
己二酸5份
三羟甲基丙烷55份
三羟甲基乙烷 55份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.3份
催化剂2份
抗氧剂0.5份
促进剂0.5份。
其中,催化剂为二丁基氧化锡,促进剂为乙基三苯基溴化膦,抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂168,抗氧剂1076和抗氧剂168的质量比为1:1。
实施例6
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括以下重量份的原料:
新戊二醇25份
1,2-丙二醇6份
2-甲基-1,3-丙二醇6份
对苯二甲酸40份
间苯二甲酸18份
己二酸5份
三羟甲基丙烷55份
三羟甲基乙烷 55份
三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.3份
催化剂2份
抗氧剂0.5份
促进剂0.5份。
其中,催化剂为二丁基氧化锡,促进剂为乙基三苯基溴化膦,抗氧剂包括抗氧剂1076和抗氧剂168,抗氧剂1076和抗氧剂168的质量比为1:2。
上述实施例的聚酯树脂的制备过程如下:在合成釜温度升至90-100摄氏度时,加入新戊二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和催化剂,在反应氮气的保护下升温至230-245摄氏度维持,直至酸值为10-20mgkoh/g,降温至210-220摄氏度,投入封端剂间苯二甲酸和/或己二酸,升温至240-245摄氏度维持,直至反应物酸值为46-49 mgkoh/g,进行抽真空操作,釜内气压小于-0.09MPa并保持60-75分钟,直至反应物酸值为32-36 mgkoh/g,降温至205-210摄氏度,投入固化促进剂、抗氧剂,维持15-30分钟即可得到耐高温粉末涂料用聚酯树脂。
对上述实施例制备的聚酯树脂进行耐热性能测试,具体测试方法是将上述聚酯树脂制成的粉末涂料的涂膜在300摄氏度焙烧1小时或270摄氏度焙烧6小时后测量涂膜的曝光性和反冲击性能,测试结果如下;
对上述经过焙烧后的涂膜进行冲击测试,涂膜均不出现开裂掉落,可见,本发明提供的聚酯树脂制得的粉末涂料具有优异的耐热性能,弥补国内产品空白,具有非常重要的意义。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。