一种热转印粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法与流程

文档序号:11097136阅读:613来源:国知局

CN 101704945B公开了一种混合型热转印粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法,该混合型热转印粉末涂料用聚酯树脂包括以下组分及含量:聚酯树脂中酸/醇的摩尔比为1/1.05-1.20;其中各个醇的含量分别占总醇摩尔数的百分比为:新戊二醇10-90mol%;2甲基1,3丙二醇0-45mol%;乙二醇0-20mol%;二甘醇10-25mol%;其中各个酸的含量分别占总酸摩尔数的百分比为:对苯二甲酸80-100mol%;间苯二甲酸0-10mol%;己二酸0-10mol%;偏苯三酸酐占聚酯树脂总量的10-15wt%;复配的鎓盐类占聚酯树脂总量的0.1-1.0wt%,该聚酯树脂的通过偏苯三酸酐支化组分的量来调整聚酯树脂的官能度,所得的固化膜具有更好的表面外观,并实现了低温(160℃)固化,且涂膜低温固化率高,固化膜具有良好的耐溶剂性能,转印后的转印膜清晰逼真且易撕纸。

CN 102666644B公开了一种包含衍生自双或多官能有机酸化合物A的单体单元和衍生自双或多官能有机羟基化合物B的单体单元的聚酯AB,其中所述化合物A包含每分子具有两个或多个酸基的“硬”酸化合物A1和软酸化合物A2,所述化合物B包含每分子具有两个或多个羟基的“硬”羟基官能化合物B1和软羟基官能化合物B2,和由它们和选自由异氰酸酯、封端异氰酸酯、氨基塑料交联剂和酚醛塑料交联剂组成的组的交联剂制备的涂料组合物,以及它们在金属基材涂布中的应用。

本发明提供了一种热转印粉末涂料用羟基羧基双官能团聚酯树脂,其特征在于,具有25-35mgKOH/g的酸值和25-35mgKOH/g的羟值,结晶度0-85%,熔点为120-180℃,160℃的熔融粘度在10-100Pa.s,数均分子量在3000-5000左右,由以下重量百分比的原料经熔融缩聚反应得到:

多元醇组分新戊二醇 30-50wt%

乙二醇 0-10wt%

三羟甲基丙烷 0-10wt%

多元酸组分对苯二甲酸 50-70wt%,

间苯二甲酸 0-10wt%

己二酸 0-10%

酸解剂 偏苯三甲酸酐 0-10wt%

酯化催化剂 0-0.1wt%。

本发明提供了一种热转印粉末涂料用羟基羧基双官能团聚酯树脂,由下述方法制备,

1)加入多元醇组分新戊二醇 30-50wt%

乙二醇 0-10wt%

三羟甲基丙烷 0-10wt%

和,酯化催化剂组分0-0.1wt%,抗氧剂G(0-0.1wt%),边搅拌边逐渐升温至其完全熔融;

2)加入多元酸组分对苯二甲酸 50-70wt%,

间苯二甲酸 0-10wt%

己二酸 0-10wt%

升温到240-260℃进行酯化反应;直到体系酸值低于15mgKOH/g;

3)降温至220-230℃,逐步抽真空缩聚,真空度为40-50mbar,反应1-3小时,酸值小于10mgKOH/g,羟值为在40-50mgKOH/g;

4)降温到150-160℃,加入酸解剂偏苯三甲酸酐0-10wt%,反应2-5小时,并调节体系酸值至25-35mgKOH/g,羟值至25-35mgKOH/g;

5)反应结束后,加入抗氧剂H(0-0.1wt%)和固化促进剂(0-0.5wt%),搅拌20-30分钟均匀后树脂即可出料,冷却粉碎备用;相对于全部投料的总重量。

优选地,所述聚酯树脂具有0-85%的结晶度,更优选地是1-50%,最优选地为2-20%。

优选地,所述聚酯树脂具有120-180℃的熔点,更优选地是125-170℃,最优选地为140-160℃。

优选地,所述聚酯树脂在具有160℃的熔融粘度为10-100Pa.s,更优选地是15-80Pa.s,最优选地为20-50Pa.s。

优选地,所述多元醇组份中新戊二醇含量为30-50wt%,更优选地是40-50wt%,最优选地为40-45wt%;

优选地,所述多元醇组份中乙二醇含量为0-10wt%,更优选地是1-5wt%,最优选地为1-3wt%;

优选地,所述多元醇组份中三羟甲基丙烷含量为0-10wt%,更优选地是5-10wt%,最优选地为5-8wt%;

优选地,所述多元酸组份中对苯二甲酸含量为50-70wt%,更优选地是50-60wt%,最优选地为55-60wt%;

优选地,所述多元酸组份中间苯二甲酸含量为0-10wt%,更优选地是1-8wt%,最优选地为2-5wt%;

优选地,所述多元酸组份中间己二酸含量为0-10wt%,更优选地是1-8wt%,最优选地为2-5wt%;

优选地,所述酸解剂偏苯三酸酐含量为0-10wt%,更优选地是5-10wt%,最优选地为5-8wt%;

优选地,所述酯化催化剂含量为0-0.1wt%,更优选地是0.01-0.05wt%,最优选地为0.01-0.02wt%

所述的聚酯树脂具有25-35mgKOH/g的酸值和25-35mgKOH/g的羟值。

优选地,所述的聚酯树脂具有28-32mgKOH/g的酸值和28-32mgKOH/g的羟值;更优选地,所述的聚酯树脂具有29-31mgKOH/g的酸值和29-31mgKOH/g的羟值。

所述的酯化催化剂优选为锡催化剂,选自二丁基氧化锡,三丁基氧化锡,二羟基丁基氯化锡,草酸亚锡中的一种或者几种。

所述的固化促进剂可以选自四乙基溴化铵,四甲基溴化铵,苄基三乙基氯化铵,三苯基乙基溴化磷中的一种或几种。

所述的抗氧剂G和抗氧剂H可以为相同的或不同的抗氧剂,所述抗氧剂选自受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂的组合。

本发明还提供了一种制备热转印粉末涂料用羟基羧基双能团聚酯树脂的方法,包含如下步骤:

1)加入多元醇组分新戊二醇 30-50wt%

乙二醇 0-10wt%

三羟甲基丙烷 0-10wt%

和,酯化催化剂组分0-0.1wt%,边搅拌边逐渐升温至140-160℃使其完全熔融;

2)加入多元酸组分 对苯二甲酸 50-70wt%,

间苯二甲酸 0-10wt%

己二酸 0-10wt%

升温到240-260℃进行酯化反应;直到体系酸值低于15mgKOH/g;

3)降温至220-230℃,逐步抽真空缩聚,真空度为40-50mbar,反应1-3小时,酸值小于10mgKOH/g,羟值为在40-50mgKOH/g;

4)降温到150-160℃,加入酸解剂偏苯三甲酸酐0-10wt%,反应2-5小时,并调节体系酸值至25-35mgKOH/g,羟值至25-35mgKOH/g;

5)反应结束后,加入抗氧剂H(0-0.1wt%)和固化促进剂(0-0.5wt%),搅拌20-30分钟均匀后树脂即可出料,冷却粉碎备用;相对于全部投料的总重量。

羟基羧基双官能团聚酯树脂是指合成的聚酯树脂既含有羟值较高的羟基官能团,又含有酸值较高的羧基官能团。

本发明与现有技术相比,使用了不同的原料单体和催化剂体系,合成了新的羟基和羧基双官能团聚酯树脂,能够得到更高流平和机械性能的粉末涂料用于热转印等领域。

使用羟基羧基双官能团聚酯得到的粉末涂料,与同样酸值单官能团聚酯,同样羟值单官能团聚酯树脂做的粉末涂料以及这两种聚酯物理混合制备的粉末涂料相对比,具有更好的流平,光泽以及热转印后更容易撕纸。

测试方法

数均分子量用GPC(凝胶渗透色谱)来测试。

熔融粘度是用Brookfield粘度计,将树脂放在加热到160℃的粘度计上,等到树脂完全熔融,测试其粘度。

熔点测试采用DSC差示扫描量热法,树脂熔融都要吸热,通过DSC可以得到熔融曲线,计算和基线的面积可以的得到其熔点值。

结晶度测试:DSC差示扫描量热法。结晶聚合物熔融时都会放热,DSC测定其结晶熔融时,得到的熔融峰曲线和基线所包围的面积,可直接换算成热量,此热量是结晶聚合物中结晶部分的熔融热,聚合物的熔融热与结晶度成正比,结晶度越高,熔融热越大。如果已知道某聚合物百分百结晶时的熔融热(可以从文献中查得),那么结晶度=(树脂结晶部分熔融热)/百分百结晶熔融热。

1.测试方法

2.生产聚酯及生产粉末涂料的原料及供应商

实施例1:

将463.9克新戊二醇,0.5克三丁基氧化锡和0.85克三壬苯基亚磷酸酯加入氮气环境下6升的反应器中,升温加热至150℃左右,观察反应器中的新戊二醇单体完全熔融后再加入34.9克己二酸和592.8克对苯二甲酸单体,搅拌均匀。加热升温至250℃,在此反应条件下,二元醇和二元酸单体发生酯化缩聚反应,保温至反应体系的酸值低于15mgKOH/g。停止加热,控制反应体系的温度至220℃,然后真空缩聚,真空度为40-50mbar,1-2小时。取样分析酸值和羟基值,酸值应小于10mgKOH/g,羟基值应在46-50mgKOH/g。停止加热,将反应体系的温度从220℃降至160℃,然后加入63克偏苯三甲酸酐,端羟基树脂与酸酐发生酸化开环反应。在此温度下反应3个小时,取样分析酸值和羟基值。当酸值为30mgKOH/g、羟基值为35mgKOH/g时,加入1克2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,混合30分钟后树脂出料,获得树脂1。

实施例2:

原料组成和合成工艺和实施例1相同,获得树脂2。为了研究树脂的热稳定性,当树脂的酸值和羟基值在设定范围内,树脂在160℃的条件下进行8小时的热稳定性测试。

实施例3:

将415克新戊二醇,52克三羟甲基丙烷,0.5克三丁基氧化锡和0.85克三壬苯基亚磷酸酯加入氮气环境下6升的反应器中,升温加热至150℃左右,观察反应器中的醇单体完全熔融后再加入677克对苯二甲酸单体,搅拌均匀。加热升温至250℃,在此反应条件下,二元醇和二元酸单体发生脂化缩聚反应,保温至反应体系的酸值低于15mgKOH/g。停止加热,控制反应体系的温度至230℃,在此温度下,真空缩聚直到树脂的酸值低于8mgKOH/g,羟基值在55-65mgKOH/。加入1克2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,混合30分钟后树脂出料,获得树脂3。

实施例4:

将349.4克新戊二醇,28克乙二醇,24.2克三羟甲基丙烷,0.5克三丁基氧化锡和0.85克三壬苯基亚磷酸酯加入氮气环境下6升的反应器中,升温加热至150℃左右,观察反应器中的醇单体完全熔融后再加入636.5克对苯二甲酸单体,搅拌均匀。加热升温至250℃,在此反应条件下,二元醇和二元酸单体发生脂化缩聚反应,保温至反应体系的酸值低于15mgKOH/g。停止加热,控制反应体系的温度至205℃,在此温度下,59.3克己二酸和43.3克偏苯三甲酸酐加入反应体系。当反应体系的顶端温度低于80℃时,取样检测树脂的酸值和羟基值,在树脂澄清的状态下,酸值应小于65mgKOH/g。在此温度下真空缩聚直到树脂的酸值在55-65mgKOH/g,羟基值小于5mgKOH/g。加入1克2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,混合30分钟后树脂可以出料,获得树脂4。

2.粉末涂料组分配比及其涂抹性能

粉末涂料的制备:1.将所有用于制造粉末涂料的原材料聚酯、交联剂、催化剂、流平剂、颜料和消泡剂在预混机中预混合;2.将经过预混合的原料经过挤出机熔融挤出;3.将熔融挤出的物料冷却压片;4.将片状物通过粉碎机粉碎并过筛,得到合适粒径的粉末颗粒即为粉末涂料。

对比实施例:

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