本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种类晶泳粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用。
背景技术：
晶泳是我国新开发的一种新型表面处理方式，是传统粉末喷涂和电泳的升级换代技术，可使铝型材产品具有颜色缤纷亮丽、丰满度优异、光泽突出、附着力和耐候性优越等优点。
热转印是将人像、风景、木纹、大理石等各种图案，利用热升华原理使转印纸上的图案转印到铝型材涂层等材质上的一种特殊工艺。相比晶泳工艺的施工，热转印具有工艺简单、环保性能突出等优良特性。按照美国acttestpanelsllc桔皮板标准，流平等级分为10级，等级越高流平越好。在粉末涂料领域，当流平等级达到7级时，其应用于热转印的板面效果就接近于晶泳效果，通过粉末涂料的涂装实现晶泳的效果也有利于粉末涂料行业的技术进步。
然而，使用现有粉末涂料所得热转印图案并不能达到类晶泳的效果，例如本申请人之前在公开号为cn104448265a的专利申请中公开的粉末涂料在转印过程中流动一般，热转印图案清晰度一般、橘皮较重。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有粉末涂料在应用于热转印时无法达到图案清晰、丰满度高、光泽突出、附着力和耐候性优越等类晶泳效果的技术问题，提供一种类晶泳粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用，利用该聚酯树脂制备的粉末涂料热转印后图案清晰，外观达到类晶泳技术效果。
本发明提供的类晶泳粉末涂料用聚酯树脂由以下重量含量的组分经熔融缩聚反应而得：
酯化催化剂。
优选地，所述酯化催化剂用量为0.16～0.32份。
进一步，所述聚酯树脂酸值为50～58mgkoh/g，200℃粘度为1500～2500mpa.s，玻璃化转变温度60～67℃。
进一步，所述脂肪族二元酸为己二酸、丁二酸中一种或两种组合。
进一步，所述酸解剂为间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲酸、均苯四甲酸酐中任意两种或两种以上的混合物。
进一步，所述酸解剂包括间苯二甲酸和均苯四甲酸酐。
进一步，所述酯化催化剂为单丁基氧化锡或单丁基三异辛酸锡。
本发明还提供上述类晶泳粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)加热融化新戊二醇和4-氨基-1-丁醇混合物，然后加入对苯二甲酸、脂肪族二元酸和酯化催化剂，保护气保护下继续升温反应至生成酯化水并馏出，接着加入2,2-二羟甲基丙酸，升温至235～240℃，反应至物料体系清晰透明；
(2)降温至225～230℃，加入酸解剂，反应至物料体系清晰透明，酸值达到60～68mgkoh/g；
(3)抽真空缩聚至酸值达到50～58mgkoh/g，粘度达到1500～2500mpa.s，出料即得类晶泳粉末涂料用聚酯树脂。
本发明还提供利用上述聚酯树脂制备的类晶泳粉末涂料，包括聚酯树脂、固化剂、颜填料和助剂，所述聚酯树脂由以下重量含量的组分经熔融缩聚反应而得：
酯化催化剂；或所述聚酯树脂按上述制备方法制备得到。
进一步，所述固化剂为tgic。
进一步，所述助剂包括流平剂、针孔消除剂中的一种或两种组合。
相对于现有技术，本发明通过在聚酯树脂中添加4-氨基-1-丁醇和2,2-二羟甲基丙酸等特殊单体，其中4-氨基-1-丁醇兼具优异耐候性、流动性、饱满度和较高玻璃化温度，有利于改善聚酯树脂的耐候性、流动性、饱和度，并提高玻璃化温度；2,2-二羟甲基丙酸含有两个羟基和一个羧基，在制备过程中，在已生成小分子量的预聚物的反应后期加入2,2-二羟甲基丙酸有利于获得支化点分布均匀的分子链，使聚酯树脂运用于粉末涂料时兼具优异的流平性、一定的交联密度和丰满度。同时，采用脂肪族二元酸可进一步提高聚酯树脂的流动性；将聚酯树脂的酸值控制在较高水平可使其应用于粉末涂料时拥有较高的交联密度，使得到的涂层硬度高不易发软，转印后图案清晰、流平及丰满度优异，无油墨残留，外观可达到类晶泳效果。
具体实施方式
以下结合实施例与对比例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1～4
本实施例1～4提供一种类晶泳粉末涂料用聚酯树脂，其各组分用量如表1所示。本实施例1～4的聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)按照表1所示配比称取新戊二醇、4-氨基-1-丁醇，在反应釜中加热升温至物料融化。然后加入配比量的对苯二甲酸、脂肪族二元酸和酯化催化剂，通氮气继续升温反应，至180℃酯化水开始生成并馏出。然后逐渐升温至230℃，保温2h后加入2,2-二羟甲基丙酸，再逐渐升温至235～240℃，在此温度保温2～4h至物料体系清晰透明，酸值达到6～10mgkoh/g。
(2)降温至225～230℃，加入酸解剂，反应3～5h至物料体系清晰透明，酸值达到60～68mgkoh/g。
(3)抽真空缩聚1～3h，酸值达到50～58mgkoh/g，粘度达到1500～2500mpa.s，即制得类晶泳粉末涂料用聚酯树脂。
各实施例所得聚酯树脂的性能见表1中树脂性能部分。
对比例1
作为对比，本对比例1提供一种制备方法与实施例1～4类似，但是缺少4-氨基-1-丁醇和2,2-二羟甲基丙酸的聚酯树脂，其各组分如表1所示，其制备方法如下：
(1)按照表1所示配比称取新戊二醇，在反应釜中加热升温至物料融化。然后加入配比量的对苯二甲酸、脂肪族二元酸和酯化催化剂，通氮气继续升温反应，至180℃酯化水开始生成并馏出。然后逐渐升温至235～240℃，在此温度保温2～4h至物料体系清晰透明，酸值达到6～10mgkoh/g。
(2)降温至225～230℃，加入酸解剂，反应3～5h至物料体系清晰透明，酸值达到60～68mgkoh/g。
(3)抽真空缩聚1～3h，酸值达到50～58mgkoh/g，粘度达到1500～2500mpa.s，即得。
所得聚酯树脂的性能见表1中树脂性能部分。
对比例2
本对比例2提供一种组分配比与实施例1一致，但是制备过程中2,2-二羟甲基丙酸的加入时间及真空缩聚工艺存在差异的聚酯树脂，具体如下：
(1)按表1取配比量的新戊二醇、4-氨基-1-丁醇，在反应釜中加热升温至物料融化，然后加入配比量的对苯二甲酸、脂肪族二元酸、2,2-二羟甲基丙酸和酯化催化剂，通氮气继续升温反应，至180℃酯化水开始生成并馏出，然后逐渐升温至238℃，在此温度保温3～5h至物料体系清晰透明，酸值达到8mgkoh/g。
(2)在238℃加入酸解剂，反应3～5h至物料体系清晰透明，酸值达到65mgkoh/g。
(3)抽真空缩聚1～2h，酸值达到53.4mgkoh/g，粘度达到3100mpa.s，即制得聚酯树脂。
所得聚酯树脂的性能见表1中树脂性能部分。
表1.聚酯树脂的组分和性能
实施例5
本实施例将上述实施例1～4以及对比例1～2的各种聚酯树脂分别于固化剂、颜填料和助剂混合均匀，通过双螺杆挤出机压片、冷却破碎、过筛即得粉末涂料，其中固化剂选用tgic(异氰尿酸三缩水甘油酯)，颜填料可选用钛白粉和硫酸钡，助剂可选用流平剂和针孔消除剂安息香，聚酯树脂、固化剂、颜填料和助剂的用量如表2所示。
将粉末涂料静电喷涂于马口铁板上，在200℃/10min的条件下烘烤固化即得到粉末涂层，另外采用热转印工艺将一定的图案转印到该涂层上，各粉末涂层的性能以及转印后效果见表2。
表2.粉末涂料的组成与涂层性能
由表2可知，使用对比例1中缺少4-氨基-1-丁醇和2,2-二羟甲基丙酸的聚酯树脂所制备的涂料涂层的光泽较低，仅为89.8％；且其耐冲击性低；耐候性差，保光率低仅为83.5％；流平性差；板面外观橘皮较重，热转印后图案清晰度一般。同时，即使在聚酯树脂的原料中添加了4-氨基-1-丁醇和2,2-二羟甲基丙酸，但是2,2-二羟甲基丙酸制作聚酯树脂过程中与其他组分一起加入，虽然最终所得涂料涂层的光泽、耐冲击性和耐候性有所改善，但是流平性依然较差，且板面外观橘皮依然较重，热转印后图案清晰度也没有改善。
与之相比，添加4-氨基-1-丁醇和2,2-二羟甲基丙酸后，并在制备聚酯树脂的过程中的反应后期加入2,2-二羟甲基丙酸，涂层光泽有了很大的提升，提高至95.3％及以上；耐冲击性、耐候性和流平性显著提高；板面外观呈现镜面效果，转印后图案饱满立体，具有类晶泳效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。