专利名称：一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水溶性有机硅改质聚酯树脂，尤其涉及其制备方法与组成物。
背景技术：
有机硅改质聚酯，因为具有良好的耐热性、耐溶剂性、硬度、耐候性及与色粉具有良好的兼容性，因此广泛使用在耐热涂料，不黏涂料、装饰涂料及室外耐候涂料，尤其是不黏涂料，有机硅一聚酯经常被用来作为不黏涂料的黏着剂，如用在烤蛋糕膜具的不沾涂料或是炊具的外涂耐热涂料。近来随着环保意识提高，水性涂料、粉体涂料逐渐取代溶剂型涂料，目前市场上水性不黏涂料或是耐热涂料主要是以聚四氟乙烯乳液为主，也有少量以聚苯硫醚(PPS)或聚醚砜(PES)或聚醚醚酮(PEEK)或聚酰胺酰亚胺(PAI)为黏着剂添加聚四氟乙烯微粉或PFA 微粉，成为一种水性的不黏涂料或是耐热涂料。上述涂料的烘烤温度需要380°C以上的烤温，因此耗能。此外，这些涂料因烤温高，或是与色粉的相溶性不好，因此颜色及光泽均受到限制，无法多样化。有机硅改质聚酯的烤温只要260-280°C，且与色粉具有良好的兼容性，因此有机硅改质聚酯做成的涂料，颜色及光泽可以多样化，可以增加涂膜的美观。目前的国内市场，以有机硅改质聚酯为主的涂料，均是以油性为主，在市场上并未有水性不黏涂料是以有机娃改质聚酯作为黏着剂的耐热涂料。美国专利US 4035332种教导一种水性的有机硅改质聚酯的方法，主要是用具有酸价10-150的聚酯，与硅烷氧或低分子量的有机硅树脂中间体，在无溶剂的状况下先形成有机硅树脂改质聚酯，再加入如二乙二醇单丁醚等与水可互溶的溶剂及胺类如二甲基乙醇胺，形成水可溶的有机硅改质聚酯。此专利主要的缺点为使用硅氧烷及低分子量的有机硅树脂来改质聚酯所形成的树脂，其耐热度及皮膜硬度会比较差，由实施例中可知其硬化后的皮膜铅笔硬度只有H。
发明内容
本发明一实施例提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，包括30至90重量份的聚酯树脂；70至10重量份的有机硅树脂；10至60重量份的极性溶剂；13至30重量份的酸酐化合物；以及10至30重量份的胺类化合物。本发明另一实施例提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法，包括取多元醇与多元酸反应，形成聚酯树脂；取30至90重量份的该聚酯树脂、70至10重量份的有机硅树脂、与O. 01至O. 5重量份的触媒，进行共聚缩合的脱水及/或脱醇反应，形成有机硅改质聚酯树脂；将13至30重量份的酸酐化合物与有机硅改质聚酯树脂反应，形成酸化的有机硅改质聚酯树脂；以及将10至30重量份的胺类化合物与酸化的有机硅改质聚酯树脂反应，形成水溶性有机硅改质聚酯树脂。
具体实施方式
本发明一实施例中，取多元醇与多元酸反应形成聚酯树脂。上述反应为无溶剂的共聚缩合反应，且反应温度界于200°C至250°C之间的高温。多元醇可为三羟基乙烷、三羟基丙烷、甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、异戊四醇、1,6-己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、1，4_ 丁二醇、乙基丁基丙二醇、甲基丙二醇、1，4-环己二甲醇。多元酸包括对苯二酸、间苯二酸、己二酸、或1，4_环己二甲酸。在本发明一实施例中，聚酯树脂具有9至17重量％的羟基，较佳具有12至16重量％的羟基。可以理解的是，为了使聚酯树脂具有羟基，需采用具有三个以上羟基的多元醇进行酯化反应，如式I所示。式I所示的反应式仅用以说明共聚缩合反应，并非用以局限本发明。在其它实施例中，本领域技术人员自可采用其它种类的多元醇或多元酸，只要能形成具有羟基的聚酯树脂即可。
权利要求
1.一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，包括 30至90重量份的聚酯树脂； 70至10重量份的有机硅树脂； 10至60重量份的极性溶剂； 13至30重量份的酸酐化合物；以及 10至30重量份的胺类化合物。
2.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该聚酯树脂由一多元醇与一多元酸反应而成，该多元醇包括三羟基乙烷、三羟基丙烷、甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、异戊四醇、1，6_己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、1，4_ 丁二醇、乙基丁基丙二醇、甲基丙二醇、或1，4_环己二甲醇，且该多元酸包括对苯二酸、间苯二酸、己二酸、或1， 4-环己二甲酸。
3.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该聚酯树脂具有9至17重量％的羟基。
4.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该有机硅树脂具有2至7重量％的硅羟基或13至20重量％的硅烷氧基，其结构如下 R a(R O) bSiO(4-a-b)/2 ; 其中a与b的总和界于O至4之间； b大于O ; R1选自芳香基、烷基、或烯基；以及 R2选自氢或烷基。
5.如权利要求4所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中 a+b = I时的有机硅树脂为T，且T占有机硅树脂的30至100mole% ； a+b = 2时的有机硅树脂为D，且D占有机硅树脂的O至15mole% ;以及 a+b = 3时的有机硅树脂为M，且M占有机硅树脂的O至20mole%。
6.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该极性溶剂包括N-甲基吡咯酮、Y-丁基内酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、第三丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、丙酮、或上述的组合。
7.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该酸酐化合物包括马来酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、琥珀酸酐、均苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3，3’，4，4’ -联苯四甲酸二酐、或上述的组合。
8.如权利要求I所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物，其中该胺类化合物包括氨水、一级胺、二级胺、三级胺、醇胺、或上述的组合。
9.一种水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法，包括 取一多元醇与一多元酸反应，形成一聚酯树脂； 取30至90重量份的该聚酯树脂、70至10重量份的有机硅树脂、与O. 01至O. 5重量份的触媒，进行共聚缩合的脱水及/或脱醇反应，形成一有机硅改质聚酯树脂； 将13至30重量份的酸酐化合物与该有机硅改质聚酯树脂反应，形成一酸化的有机硅改质聚酯树脂；以及 将10至30重量份的胺类化合物与该酸化的有机硅改质聚酯树脂反应，形成一水溶性有机硅改质聚酯树脂。
10.如权利要求9所述的水溶性有机硅改质聚酯树脂的制备方法，其中该触媒包括钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、或上述的组合。
全文摘要
本发明提供一种水溶性有机硅改质聚酯树脂组成物及其制备方法。此树脂因导入偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐、或3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐，可增加有机硅改质聚酯树脂的皮膜硬度、耐热性、及耐溶剂性，可应用于耐热涂料或是装饰涂料，尤其是用于不沾涂料的黏合剂。
文档编号C09D187/00GK102827375SQ20111023750
公开日2012年12月19日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年6月14日
发明者林学佐, 陈冠青, 锺迪克 申请人:广科工业股份有限公司