专利名称：高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇及其制备方法
技术领域：
本发明涉及到一种聚酯树脂多元醇及其制备方法，更具体的说涉及一种高耐候性 卷材涂料用聚酯多元醇及其制备方法；属于有机合成，酸醇酯化合成饱和聚酯多元醇领域。
背景技术：
卷材涂料经过近十几年的发展，已经有很多品种相继问世，其所用到的聚酯树脂 多元醇也是多种多样。卷材涂料已广泛应用于家电，建筑，家装，商业等领域，特别是在家电 和建筑领域应用的越来越多。目前市场上卷材涂料由于所用的原材料不同，其质量也是千 差万别。对卷材及其制品而言，其面漆涂层的耐候性，直接决定了彩钢板和其制品的使用寿 命。所以涂层的耐候性是其一项重要的标志性的指标。一直以来，人们一直致力于开发耐候性能好，成本低廉的卷材涂料。但就目前情况 而言，一般的卷材涂料的耐候性仅能达到5年左右的时间，而氟碳涂料耐候性理论上虽然 能达到20年，但其高昂的成本和价格，无法在建筑和家电领域推广使用，而且，由于其涂层 容易产生微裂纹，决定了它的实际使用寿命远远达不到理论值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高其耐候性的高耐候性卷材涂料用 聚酯多元醇。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为高耐候性卷材涂料用聚酯多元 醇，由以下重量百分比的物质组成10. 3 12. 3%的3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟基-2’， 2’ - 二甲基丙基丙酸酯、0.4 0.6%的新戊二醇、10.5 14.5%的1，4_环己烷二甲醇、 13. 7 19. 5%的分子量为530的聚己内酯二元醇、5. 2 19. 5%的六氢邻苯二甲酸酐、 4. 3 6. 3%的1，4_环己烷二甲酸、0. 025 0. 05%的四异丙氧基钛和35 45%的稀释 剂。所述的稀释剂由以下重量百分比的物质组成1. 9 5. 9%的二甲苯、50. 3 62. 3 %的三甲苯、15. 7 25. 7 %的丙二醇甲醚醋酸酯和15. 4 23. 4%的二元酸酯构成； 其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成30 35%的丁二酸二甲酯、30 35%的戊 二酸二甲酯和30 35%的己二酸二甲酯。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇 的制备方法。为解决上述的另一个技术问题，本发明采用的技术方案为高耐候性卷材涂料用 聚酯树脂多元醇制备方法，其步骤为1)将3-羟基-2，2_ 二甲基-3’ -羟基_2’，2’ - 二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇、1， 4-环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量10 16升/ 分钟，升温至80 130°C，加入六氢邻苯二甲酸酐和1，4_环己烷二甲酸；2)再升温至160 180°C，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛；
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3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；4)缓慢升温到200 220°C，严格控制半凝柱顶的温度在102 105°C ；5)当酸值小于60mgK0H/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到100 120升/分 钟；6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于13mgK0H/g 时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到 0. 095MPa后，在200士5°C保持4 4. 5小时；8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；9)降温到180士5°C，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀 释釜的冷却水，使稀释温度不超过90°C，得到酸值在3 8mgK0H/g、羟值在50 60、固含量 在55 65%之间的成品。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的3-羟基-2，2- 二甲 基-3’-羟基_2’，2’_ 二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇、1，4_环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇 的纯度大于99.0% ；所述的六氢邻苯二甲酸酐和1，4_环己烷二甲酸的纯度大于99.5%。本发明的有益效果是本发明所述的高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，与氨基树 脂配合使用，所生产的卷材涂料的耐候性能超过15年，接近氟碳涂料的理论值，而成本和 价格却只有氟碳涂料的三分之一。
具体实施例方式下面详细描述本发明所述的具体实施方案本发明所述的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇，由以下重量百分比的物质组 成10. 3 12. 3%的3-羟基-2，2- 二甲基-3’ -羟基-2’，2’ - 二甲基丙基丙酸酯、0. 4 0.6%的新戊二醇、10. 5 14. 5%的1，4_环己烷二甲醇、13. 7 19. 5%的聚己内酯二元 醇、5. 2 19. 5%的六氢邻苯二甲酸酐、4. 3 6. 3%的1，4-环己烷二甲酸、0. 25 0. 5% 的四异丙氧基钛和35 45%的稀释剂，该稀释剂由以下重量百分比的物质组成1. 9 5. 9%的二甲苯、50. 3 62. 3%的三甲苯、15. 7 25. 7%的丙二醇甲醚醋酸酯和15. 4 23. 4%的二元酸酯构成；其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成30 35%的二酸 二甲酯、30 35%的戊二酸二甲酯和30 35%的己二酸二甲酯。本发明的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇技术指标如下
项目单位指标分子量8000 30000玻璃化温度"C36 42检测的方法如下黏度测定方法ASTM标准，以涂4号杯测量，读秒；酸值测定标准GB/T2895_2008；羟值测定标准HG/T2709_1995；固含量测试标准ΗΟΛΤΘβ-Νθδ。本发明的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇，采用饱和的二元酸混合物和特种 二元醇混合物，在四异丙氧基钛催化下酯化反应聚合，然后用稀释剂稀释而成。与甲醚化氨 基树脂配合使用，所制得的卷材涂料，其耐候性可达15年以上。
具体实施方式
如下实施例一1)将3-羟基-2，2- 二甲基-3’ -羟基-2’，2’ -二甲基丙基丙酸酯367. 7Kg、新戊 二醇20. 8Kg、1，4-环己烷二甲醇475. 9Kg和聚己内酯二元醇795Kg加入反应釜中，通氮气 保护，控制氮气流量10升/分钟，升温至80°C，加入六氢邻苯二甲酸酐740Kg和1，4_环己 烷二甲酸287Kg;2)再升温至160°C，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g ；3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；4)缓慢升温到200°C，严格控制半凝柱顶的温度在102°C ；5)当酸值小于60mgK0H/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到100升/分钟；6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于13mgK0H/g 时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到 0. 095MPa后，在195°C保持4. 5小时;8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；9)降温到175°C，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜 的冷却水，使稀释温度不超过90°C，得到酸值在3 8mgK0H/g、羟值在50 60、固含量在 55 65%之间的成品。稀释剂用量二甲苯59. IKg ；三甲苯857. 8Kg ；丙二醇甲醚醋酸酯315. 4Kg ；二元 酸酯296Kg ；其中，二元酸酯为丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质 量比为30% 35% 35%的混合物。性能测试结果如下
项目单位结果固含量%60 实施例二 1)将3-羟基-2，2- 二甲基-3，-羟基-2，，2，-二甲基丙基丙酸酯428. 9Kg、新戊 二醇20. 8Kg、1，4-环己烷二甲醇475. 9Kg和聚己内酯二元醇636Kg加入反应釜中，通氮气 保护，控制氮气流量13升/分钟，升温至105°C，加入六氢邻苯二甲酸酐817. IKg和1，4-环 己烷二甲酸202. 5Kg；2)再升温至170°C，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g ；3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；4)缓慢升温到210°C，严格控制半凝柱顶的温度在103. 5°C ；5)当酸值小于60mgK0H/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到110升/分钟；6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于14mgK0H/g 时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到 0. 095MPa 后，在 200°C保持 4. 25 小时；8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；9)降温到180°C，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜 的冷却水，使稀释温度不超过90°C，得到酸值在3 8mgK0H/g、羟值在50 60、固含量在 55 65%之间的成品。稀释剂用量二甲苯69. IKg ；三甲苯847. 8Kg ；丙二醇甲醚醋酸酯305. 4Kg ；二元 酸酯306Kg ；其中，二元酸酯为丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质 量比为35% 30% 35%的混合物。性能测试结果如下 实施例三1)将3-羟基-2，2- 二甲基-3，-羟基-2，，2，-二甲基丙基丙酸酯469. 8Kg、新戊 二醇20. 8Kg、l，4-环己烷二甲醇447Kg和聚己内酯二元醇636Kg加入反应釜中，通氮气保 护，控制氮气流量16升/分钟，升温至130°C，加入六氢邻苯二甲酸酐740Kg和1，4-环己烷 二甲酸 202. 5Kg ；2)再升温至180°C，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛260g ；3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；4)缓慢升温到220°C，严格控制半凝柱顶的温度在105°C ；5)当酸值小于60mgK0H/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到120升/分钟；6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于15mgK0H/g 时，关闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到 0. 095MPa后，在205°C保持4小时；8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；9)降温到185°C，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜 的冷却水，使稀释温度不超过90°C，得到酸值在3 8mgK0H/g、羟值在50 60、固含量在 55 65%之间的成品稀释剂用量二甲苯69. IKg ；三甲苯847. 8Kg ；丙二醇甲醚醋酸酯305. 4Kg ；二元 酸酯306Kg ；其中，二元酸酯为丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯三种物质按质 量比为35% 35% 30%的混合物。性能测试结果如下
权利要求
高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，由以下重量百分比的物质组成10.3～12.3％的3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟基-2’，2’-二甲基丙基丙酸酯、0.4～0.6％的新戊二醇、10.5～14.5％的1，4-环己烷二甲醇、13.7～19.5％的分子量为530的聚己内酯二元醇、5.2～19.5％的六氢邻苯二甲酸酐、4.3～6.3％的1，4-环己烷二甲酸、0.025～0.05％的四异丙氧基钛和35～45％的稀释剂。
2.如权利要求1所述的聚酯多元醇，其特征在于所述的稀释剂由以下重量百分比的 物质组成1. 9 5. 9%的二甲苯、50. 3 62. 3%的三甲苯、15. 7 25. 7%的丙二醇甲醚 醋酸酯和15. 4 23. 4%的二元酸酯构成；其中，二元酸酯由以下重量百分比的物质组成 30 35%的丁二酸二甲酯、30 35%的戊二酸二甲酯和30 35%的己二酸二甲酯。
3.如权利要求1所述的高耐候性卷材涂料用聚酯树脂多元醇制备方法，其步骤为1)将3-羟基-2，2-二甲基-3’ -羟基-2’，2’ -二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇、1，4-环 己烷二甲醇和聚己内酯二元醇加入反应釜中，通氮气保护，控制氮气流量10 16升/分 钟，升温至80 130°C，加入六氢邻苯二甲酸酐和1，4_环己烷二甲酸；2)再升温至160 180°C，搅拌到物料全部熔融后，加入催化剂四异丙氧基钛；3)开启半凝柱冷却水和冷凝器冷却水，分离反应生成的水分；4)缓慢升温到200 220°C，严格控制半凝柱顶的温度在102 105°C；5)当酸值小于60mgK0H/g时，加大氮气流量，使氮气流量达到100 120升/分钟；6)反应8小时后，每隔1小时，取一次样测定酸值和黏度，当酸值小于13mgK0H/g时，关 闭半凝柱冷却水和冷凝器冷却水；7)开启真空冷凝器和冷却水，缓慢生真空，防止釜内窜料；最后真空达到0.095MPa后， 在200士5°C保持4 4. 5小时；8)停真空，用氮气将釜内压力置换到常压；9)降温到180士5°C，放入稀释釜中，用预先放入稀释釜中的稀释剂稀释；打开稀释釜 的冷却水，使稀释温度不超过90°C，得到酸值在3 8mgK0H/g、羟值在50 60、固含量在 55 65%之间的成品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的3-羟基-2，2-二甲基-3’-羟 基-2’，2’ - 二甲基丙基丙酸酯、新戊二醇、1，4_环己烷二甲醇和聚己内酯二元醇的纯度大 于99.0% ；所述的六氢邻苯二甲酸酐和1，4_环己烷二甲酸的纯度大于99.5%。
全文摘要
本发明公开了一种高耐候性卷材涂料用聚酯多元醇，该聚酯多元醇酸值在3～8mgKOH/g，羟值50～60mgKOH/g之间，其制备方法为将二元酸和二元醇在催化剂作用下，同时在氮气的保护下，缩水酯化成大分子的酯多元醇，最后经过真空处理，抽出微量水分和小分子付产物，经冷却得到淡黄色至无色的成品。该制备方法简便，产品质量稳定，与氨基树脂配合所制备的卷材涂料，具有极高的耐侯性，接近氟碳涂料，成本仅为氟碳涂料的1/3。
文档编号C09D167/02GK101880447SQ20101021846
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者杨彦威 申请人:张家港顺昌化工有限公司