一种含烷基醚主链聚酯树脂和粉末涂料及其制备方法与流程

本发明属于聚酯树脂制备领域，具体涉及一种含烷基醚主链用聚酯树脂，以及基于该树脂制备的粉末涂料。

背景技术：

1、溶剂涂料在我国涂料行业中占有重要的地位。粉末涂料相比较于传统溶剂型涂料，有健康环保、运输和贮存方便、涂料残留气味小等优点，被认为是未来涂料发展的主要趋势。然而，粉末涂料烘烤固化的温度偏高，需要在能源以及设备上有更高的投入，且不能应用于木材、塑料等热敏性的材质之上。粉末涂料要想实现低温固化首要条件就必须要求涂料的主体树脂能在低温条件熔融流平。然而一般树脂降低其熔融温度，其玻璃化转变温度也会明显下降，这会影响室温条件下储存稳定性。

2、提高聚酯分子链的柔顺性是提高树脂低温熔融流平性的主要手段，合成聚酯树脂时常采用长脂肪链的己二酸作为共聚单体。己二酸为偶数碳的羧酸，若改为奇数个碳原子羧酸如戊二酸，将会使聚合物链堆砌困难，导致聚酯的熔点较低，结晶性能大幅下降。戊二酸已经在中国专利cn114989725a、cn107353859b和cn101870844a被用于聚酯类涂料和胶黏剂。合成聚酯树脂时常采用少量的一缩二乙二醇，三缩四乙二醇作为共聚单体，可见醚键的柔顺性比碳链更好。从分子结构可知将戊二酸中心的碳原子替换为氧原子，该单体为二甘醇酸，即可兼顾柔顺性和结晶性的羧酸单体。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种含烷基醚主链聚酯树脂和粉末涂料及其制备方法，将烷基醚主链引入粉末涂料用聚酯树脂中，通过调控烷基醚主链结构二酸单体二甘醇酸的含量，实现降低低温固化条件下的熔融粘度，由该树脂制备的粉末涂料实现130℃进行低温固化。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种含烷基醚主链的聚酯树脂，所述聚酯树脂内部结构单元中含有烷基醚主链结构；所述聚酯树脂的原料由以下质量份数的组分组成：二元酸40-60份、二元醇30-40份、支化剂0.01-2份、酸解剂0-5份、酯化催化剂0.03-0.2份、抗氧剂0.01-1.5份、固化促进剂0.01-1份。

4、优选的，所述聚酯树脂是端羧基聚酯树脂，其酸值范围为20-40mgkoh/g。

5、优选的，所述二元酸为对苯二甲酸和二甘醇酸中的一种或者两者的混合物；当为两者的混合物时，二甘醇酸占多元酸总物质的量的0-10％。

6、优选的，所述二元醇为新戊二醇，乙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，2-甲基-1,3-丙二醇，1,3-丁二醇，2-甲基-2,4-戊二醇，2-乙基-1,3-己二醇，1,4-丁二醇中的一种或多种的混合。

7、优选的，所述支化剂为三羟甲基丙烷，三羟甲基乙烷，1,2,5-戊三醇，季戊四醇中的一种或者多种的混合。

8、优选的，所述酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐和马来酸酐中的一种或者多种的混合。

9、优选的，所述酯化催化剂为二丁基氧化锡，三丁基氧化锡，二羟基丁基氯化锡，草酸亚锡，单丁基氧化锡中的一种或者多种的混合。

10、优选的，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯的一种或者多种的混合。

11、优选的，所述固化促进剂为三苯基膦、三苯基乙基溴化膦；四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵，二月桂酸二丁基锡的一种或者多种的混合。

12、优选的，所述聚酯树脂的固液转变点温度<75.6℃。

13、一种含烷基醚主链的聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)在氮气氛围下，将二元醇、支化剂、酯化催化剂、一部分抗氧剂加入反应器中；

15、(2)加热，再加入芳香二元酸，搅拌均匀；

16、(3)加热开始反应，随后升温，保温至反应体系澄清；

17、(4)降低反应体系温度；

18、(5)加入酸解剂，然后再升温，保温，继续反应；

19、(6)取样分析酸值、粘度，达到合格指标后，投加固化促进剂和剩余的抗氧剂，搅拌后出料。

20、优选的，所述步骤(2)中，升温加热至130℃。

21、优选的，所述步骤(3)中，加热升温至180℃开始反应，随后以10-15℃/h的速度升温至250℃，在此温度下，保温至反应体系澄清。

22、优选的，所述步骤(4)中，取样检测酸值(av)达到5-20mgkoh/g时，降低反应体系温度至220℃。

23、优选的，所述步骤(5)中，然后再升温至240℃，保温2h后，在真空度为-0.09～-0.099mpa的条件下继续反应2～4h。

24、优选的，所述步骤(6)中，取样分析酸值、粘度，其中：酸值控制在20-40mg koh/g、200℃时粘度控制在10～40pa.s，指标合格后，投加固化促进剂和剩余的抗氧剂，搅拌0.5h后出料。

25、一种粉末涂料，所述粉末涂料的原料由以下重量份的组分组成：含烷基醚主链的聚酯树脂50-60份、异氰尿酸三缩水甘油酯2-4.5份、钛白粉10-18份、硫酸钡8-16份、流平剂1-2份、增光剂0.5-1份、安息香0.2-0.6份。

26、优选的，所述流平剂为glp503/588型流平剂，增光剂为促进剂blc701，安息香为二苯乙醇酮。

27、一种粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将各原料经混合机混合后通过双螺杆挤出机在各110℃的条件下经熔融挤出成片，然后用磨机磨制成粉，最后过200目筛筛选后得到所述粉末涂料；通过静电喷枪将所述粉末涂料喷涂于样板上，经烘箱在130℃下保温20min固化成型。

28、有益效果：本发明的树脂原料采用二元酸、二元醇、支化剂、酸解剂、酯化催化剂、抗氧剂、和固化促进剂。通过调控二元酸中二甘醇酸单体的含量，固液转变点温度<75.6℃。本发明的树脂制备的粉末涂料可实现130℃进行低温固化，具有较好的储存稳定性以及优异的漆膜流平性。

技术特征：

1.一种含烷基醚主链的聚酯树脂，其特征在于：所述聚酯树脂内部结构单元中含有含烷基醚主链；所述聚酯树脂的原料由以下质量份数的组分组成：二元酸40-60份、二元醇30-40份、支化剂0.01-2份、酸解剂0-5份、酯化催化剂0.03-0.2份、抗氧剂0.01-1.5份、固化促进剂0.01-1份。

2.根据权利要求1所述的含烷基醚主链的聚酯树脂，其特征在于：所述聚酯树脂是端羧基聚酯树脂，其酸值范围为20-40mgkoh/g。

3.根据权利要求1所述的含烷基醚主链的聚酯树脂，其特征在于：所述二元酸为对苯二甲酸和二甘醇酸中的一种或者两者的混合物；当为两者的混合物时，二甘醇酸占多元酸总物质的量的0-10％；

4.根据权利要求1所述的含烷基醚主链的聚酯树脂，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的含烷基醚主链的聚酯树脂，其特征在于：所述聚酯树脂的固液转变点温度<75.6℃。

6.一种权利要求1所述的含烷基醚主链的聚酯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的含烷基醚主链的聚酯树脂的制备方法，其特征在于：

8.一种基于权利要求1所述含烷基醚主链的聚酯树脂的粉末涂料，其特征在于：所述粉末涂料的原料由以下重量份的组分组成：含烷基醚主链的聚酯树脂50-60份、异氰尿酸三缩水甘油酯2-4.5份、钛白粉10-18份、硫酸钡8-16份、流平剂1-2份、增光剂0.5-1份、安息香0.2-0.6份。

9.根据权利要求8所述的粉末涂料，其特征在于：所述流平剂为glp503/588型流平剂，增光剂为促进剂blc701，安息香为二苯乙醇酮。

10.一种权利要求8所述的粉末涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将各原料经混合机混合后通过双螺杆挤出机在各110℃的条件下经熔融挤出成片，然后用磨机磨制成粉，最后过200目筛筛选后得到所述粉末涂料；通过静电喷枪将所述粉末涂料喷涂于样板上，经烘箱在130℃下保温20min固化成型。

技术总结
本发明公开了一种含烷基醚主链聚酯树脂和粉末涂料及其制备方法，所述聚酯树脂内部结构单元中含有烷基醚主链；所述聚酯树脂的原料由以下质量份数的组分组成：芳香二元酸40‑60份、二元醇30‑40份、支化剂0.01‑2份、酸解剂0‑5份、酯化催化剂0.03‑0.2份、抗氧剂0.01‑1.5份、固化促进剂0.01‑1份。本发明将烷基醚主链引入粉末涂料用聚酯树脂中，通过调控烷基醚主链结构二酸单体二甘醇酸的含量，实现保证涂料储存稳定性的情况下，降低低温固化条件下的熔融粘度，同时保证树脂具有较好的热稳定性。由该树脂制备的粉末涂料实现130℃进行低温固化。

技术研发人员：周峰,董黎明,陆言球,李娟
受保护的技术使用者：江苏达美瑞新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12