一种用于保温杯表面喷涂的粉末涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于保温杯表面喷涂的粉末涂料，以重量份计，包括以下组分：端羧基聚酯树脂50‑80％，固化剂HAA 1.8‑4.2％，NW‑51‑6％，填料A 0.01‑43％，填料B 0.01‑43％，纹理剂0.06‑1.0％，颜料1‑25％，助剂0.3‑8％。本发明专利技术还提供了上述涂料的制备方法和喷涂方法，本发明专利技术中公开使用的端羧基聚酯树脂的软化值为100‑120℃，使用本发明专利技术公开软化值的端羧基聚酯树脂可以提高粉末涂层的附着力，长时间使用涂料不脱落、不起泡，经久耐用；本发明专利技术制备的涂料中加入了各种助剂使涂料具有一定的杀菌性能，由于保温杯在使用的过程中会滋生一些细菌，从而可以保证使用的安全性；本发明专利技术制备粉末涂料，VOC含量低，对环境不会造成任何危害。

Preparation and application of a bifunctional polyester resin

The invention discloses a bifunctional polyester resin. The polyester resin has two functional groups, carboxyl-terminated and hydroxyl-terminated. The acid value of the polyester resin is 10-56 mg KOH/g, the hydroxyl value is 33-53 mg KOH/g, the viscosity is 2400-6000 mPa. The components with different contents were prepared by melt polymerization: glycol 30-60 mol, dicarboxylic acid 35-50 mol, brancher 0.05-3.5 mol, acid hydrolyzer 2-20 mol, esterification catalyst 0.01-0.20 mol. The polyester resin has outstanding comprehensive properties in leveling performance, mechanical properties, weatherability, boiling resistance, heat resistance, solvent resistance and heat transfer performance. The preparation method and application of the bifunctional polyester resin are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
一种双官能团聚酯树脂的制备方法及其应用
本专利技术属于聚酯树脂
，具体涉及一种双官能团聚酯树脂的制备方法及其应用。
技术介绍
端羧基聚酯树脂使用TGIC、T-105及环氧等固化，端羟基聚酯树脂使用封闭异氰酸酯固化。两种体系的聚酯树脂各具优势，端羧基聚酯树脂与固化剂固化成膜后综合性能较为平衡，价格较低，适用面广；而端羟基聚酯树脂在使用异氰酸酯固化后具有极佳的流平性、耐溶剂性和耐候性等突出性能，但受制于价格等因素的影响，目前市场上使用的聚酯树脂主要还是端羧基聚酯树脂。然而，随着人们生活水平的提高，对涂层的综合性能要求也越来越高，而单独端羧基聚酯树脂或端羟基聚酯都或多或少存在部分性能缺陷。为此如何突破技术瓶颈，开发综合性能优异的聚酯树脂就显得尤为重要。纯聚酯粉末涂料按照固化体系的不同，又分为聚酯/TGIC(三缩水甘油基异氰尿酸值)型和聚酯/HAA(β-羟烷基酰胺)型，其中聚酯/TGIC型纯聚酯粉末涂料是最早应用于耐候性领域的粉末涂料，其固化剂为TGIC，它是一种异氰脲酸酯三缩水甘油酯化合物，具有以下三个特点：(1)具有三个可反应的活性基团，固化时可获得较高的交联密度，由于结构上的刚环性，固化后的涂膜硬度较高；(2)固化后的分子骨架上午不饱和双键，故耐候性非常优良；(3)分子中含氮量高达14％，具有一定的自熄性和阻燃性。固化时，由饱和羧基聚酯中的羧基和TGIC中的环氧基发生交联成膜，其优点显而易见，如机械性能优良、耐化学品性好，高温烘烤时不易产生黄变现象，户外耐候性也非常好，因此20世纪被大量采用。然而，近年来的研究发现TGIC单体对动物细胞具有强毒性，能引起动物的遗传伤害，影响雄性生殖力及引起细胞变异且具有遗传性，因此近年来其使用受到限制，另一方面，TGIC需要较高的固化温度，因此涂装固化时需要消耗较多的能量，随着人们对环保、节能等问题的逐步重视，TGIC体系的使用比较越来越受到限制。以欧洲为例，欧洲曾经一度以TGIC作为主体耐候固化剂，它曾经占据整个欧洲耐候粉末涂料约70％的市场。但自从20世纪90年代中期欧共体(现欧盟)正式将其列为剧毒品，并且规定任何使用它的产品必须印上危险标志以来，现在它在耐候粉末涂料的市场份额已经不足25％，在澳洲它也基本绝迹。β-羟烷基酰胺是一类新型的羧基树脂固化剂，毒性几乎没有，在欧美的应用呈上升趋势，具有以下特点：(1)固化速度快，可节省能源；(2)固化剂用量少，降低材料成本；(3)固化时只有水分子放出，不会对环境造成污染。用β-羟烷基酰胺固化的涂膜具有优异的户外耐候性能，同时涂层的物理机械性能和耐化学品性能都比较突出，应该说该体系是一种大有发展前途的新型固化体系，极具发展潜力。目前粉末涂料市场正在飞速的发展，不仅建筑材料、家具材料等领域都取得了广泛的应用，在我们周围，还有许多日用品、居家用品的涂装，也已采用粉末涂料涂装。当然这些涂装的安全性需要给以重视，其中保温杯作为人们日常饮水工具，其表面处理、涂层的效果和质量不仅关乎产品的外观性能，更关乎着使用者的健康。有别于其他领域的涂料，食品行业在安全性上对粉末涂料提出了前所未有的挑战。各国更是制订了相关的卫生安全法规、产品标准和实施细则，开发了对人类健康安全的食品级涂料。我国有《中华人民共和国食品卫生法》，GB4805《食品罐头内壁环氧酚醛涂料卫生标准》、GB7105《食品容器过氯乙烯内壁涂料卫生标准》等标准，开发了食品级溶剂型涂料和水性涂料。美国食品与药品监督管理局(FDA)制定了有关食品与包装法规。美国和欧盟执行FDA法规，要求与食品接触的家用电器、食品加工机械、日用品等的表面涂层的迁移性必须符合USFDA21CFR175.300规定的技术指标，使用食品级涂料。而保温杯作为日常生活中的饮水用品，对其安全性有着更高的要求，也因此粉末涂料在保温杯市场的应用有大段空白，若能填补这段空白，必将带来经济效益与技术革命。由于使用对象的特殊性，保温杯粉末涂料的使用有着非常苛刻的要求，也面对着很多问题，如现有成品粉中的双酚A含量无法达到相关标准。双酚A，也称BPA，在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等材料。60年代以来就被用于制造塑料(奶)瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料(奶粉)罐内侧涂层。BPA无处不在，从矿泉水瓶、医疗器械到及食品包装的内里，都有它的身影。每年，全世界生产2700万吨含有BPA的塑料。但BPA也能导致内分泌失调，威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟，从2011年3月2日起，禁止生产含化学物质双酚A(BPA)的婴儿奶瓶。因此降低产品中双酚A的含量是提高产品安全性的关键。此外因保温杯的材质及使用特性，其表面粉末涂料涂层易造成附着力差、耐温性较差、耐水煮性及耐磨性不好等问题。为解决涂料耐候性不好、附着力差的问题，中国专利申请201610226583.9中公开了一种保温杯水性透明耐候性涂料，其组分按重量份计，包括：氨基树脂20-50份，羟基丙烯酸树脂10-30份，环氧大豆油2-5份，氟碳乳液5-10份，苯丙乳液5-10份，纳米颜料2-10份，纳米二氧化钛1.5-3份，托玛琳粉1-2份，玄武岩纤维1-3份，去离子水15-30份，偶联剂0.5-1份，其他助剂0.5-1.5份，该涂料耐候性好、涂膜性能好，附着力强，保色保光性好，但是该涂料中使用多种乳液，含有一定含量的有机溶剂，有机溶剂挥发会造成一定程度的污染。中国专利申请201210486310.X中公开了保温杯水性环保变色涂料的制备方法中公开的原料组分的重量比例为：水丙烯酸树脂35-45、乙二醇单丁醚4-6、正丁醇4-6、变色粉4-6、甘油1-2、扩散剂MF1-2、硅烷偶联剂Z60400.2-0.3、二甲基硅油0.20-0.30、去离子水40-45，该涂料以水为稀释剂，无毒无味，漆膜附着力强，但是在该涂料中含有甘油等有机溶剂，有机溶剂易挥发，仍然会对环境产生一定程度的影响。由于现有的保温杯用涂料对环境具有一定程度的影响，并且涂料的耐水煮抗酸碱性能较差，因此本行业急需制备一种环境友好型，并且具有良好耐水煮耐酸碱抗菌且不合BPA的保温杯专用粉末涂料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双官能团聚酯树脂，该聚酯树脂在流平性能、机械性能、耐候性能、耐水煮性能、耐热性能、耐溶剂性能及热转印性能等方面拥有突出的综合性能本专利技术的目的还在于提供上述双官能团聚酯树脂的制备方法。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种双官能团聚酯树脂，所述聚酯树脂具有端羧基和端羟基两种官能团，其酸值为10～56mgKOH/g，羟值为33～53mgKOH/g，200℃粘度为2400～6000mPa·s，数均分子量为2000～5000，玻璃化转变温度为50～65℃，其主要由以下摩尔百分含量的组分经熔融聚合而成：二元醇30～60mol％、二元酸35～50mol％、支化剂0.05～3.5mol％、酸解剂2～20mol％、酯化催化剂0.01～0.20mol％。在该双官能团聚酯树脂的各组分中：所述的二元醇和所述的支化剂的总摩尔量与二元酸的摩尔量比优选为1.0～1.25∶1。所述的二元酸和所述的酸解剂的总摩尔量与所述的二元醇和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双官能团聚酯树脂，其特征是：所述聚酯树脂具有端羧基和端羟基两种官能团，其酸值为10～56mgKOH/g，羟值为33～53mgKOH/g，200℃粘度为2400～6000mPa·s，数均分子量为2000～5000，玻璃化转变温度为50～65℃，其主要由以下摩尔百分含量的组分经熔融聚合而成：二元醇30～60mol％、二元酸35～50mol％、支化剂0.05～3.5mol％、酸解剂2～20mol％、酯化催化剂0.01～0.20mol％。

【技术特征摘要】
1.一种双官能团聚酯树脂，其特征是：所述聚酯树脂具有端羧基和端羟基两种官能团，其酸值为10～56mgKOH/g，羟值为33～53mgKOH/g，200℃粘度为2400～6000mPa·s，数均分子量为2000～5000，玻璃化转变温度为50～65℃，其主要由以下摩尔百分含量的组分经熔融聚合而成：二元醇30～60mol％、二元酸35～50mol％、支化剂0.05～3.5mol％、酸解剂2～20mol％、酯化催化剂0.01～0.20mol％。2.根据权利要求1所述的双官能团聚酯树脂，其特征是：所述的二元醇和所述的支化剂的总摩尔量与二元酸的摩尔量比为1.0～1.25∶1。3.根据权利要求1所述的双官能团聚酯树脂，其特征是：所述的二元酸和所述的酸解剂的总摩尔量与所述的二元醇和所述的支化剂的总摩尔量比为0.5～1.2∶1。4.一种用于保温杯表面喷涂的粉末涂料，其特征在于：其组分按重量百分比包括：端羧基聚酯树脂50-80％，固化剂HAA1.8-4.2％，NW-51-6％，填料A0.01-43％，填料B0.01-43％，纹理剂0.06-1.0％，颜料1-25％，助剂0.3-8％；所述的填料A为湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆伟，滕学芳，刘军，季华斌，
申请(专利权)人：浙江超浪新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33