一种TGIC固化高韧性热转印粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种TGIC固化高韧性热转印粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法。目的是提供的聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度，制备的粉末涂料涂膜在常温和-15℃都具备高韧性。技术方案是：一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂，由以下原料经熔融缩聚反应得到：多元醇、多元酸、酸解剂、酯化催化剂、抗氧剂和固化促进剂。一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，依照以下步骤进行：1)在反应釜中，按配比加入所需的多元醇，快速升温酯化水生成并馏出；2)逐步升温，保持物料澄清；3)取样检测；4)加入二分之一抗氧剂，负压缩聚；5)降温，加入二分之一抗氧剂和固化促进剂，搅拌分散后降温出料。

【技术实现步骤摘要】
一种TGIC固化高韧性热转印粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种聚酯树脂，尤其涉及异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)固化高韧性热转印粉末涂料用聚酯树脂，本专利技术还涉及该聚酯的制备方法。技术背景粉末涂料是一种无溶剂环保类涂料在建材和家装等领域广泛的应用，具备制备简单、涂装高效、经济环保、性能优越等优点。粉末涂料的组成主要由主体树脂、固化剂、颜填料和助剂构成。聚酯树脂是粉末涂料用主体树脂中的一种，是由多元酸和多元醇经熔融聚合而得的高分子预聚物。对于粉末涂料体系来说，要求聚酯树脂具备较高的玻璃化转变温度(40～70℃)和一定的活性官能团和官能度。固化涂膜的性能主要取决于作为主要成膜物质的聚酯树脂性能，综合机械性能(耐冲击性和抗弯曲性)是考察高分子复合材料对于基材保护可靠性的重要指标之一，良好的综合机械性能可以提高涂膜对基材的防护性和耐久性，同时可以提高二次加工性；由于聚合物高分子链段的活动能力随温度的降低而下降，所以固化涂膜的机械性能会随着使用环境温度下降而降低。对于高柔性聚酯树脂的合成和制备此前也有一些报道，业内对于提升涂膜韧性主要方法为在聚酯树脂合成配方中用长链脂肪族单体改性，如中国专利CN103739830A公开了一种TGIC固化高韧性粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯引入大量的己二酸，葵二酸，壬二酸等长链脂肪族单体，可以推测该树脂具备优秀的柔韧性，但是大量使用长链脂肪族单体会降低聚酯树脂的玻璃化温度，影响粉末涂料储存稳定性。热转印也称为热升华，是将人像、风景、木纹、大理石纹、立体浮雕等任意图形，使用热转印油墨印在高精度纸上，再经过相应的热转印设备，在短时间内加热到一定的温度，把纸上的图像、色彩，逼真地转印到铝型材等材质上的一种特殊工艺。热转印是近几年快速发展的改善涂膜装饰性能的技术手段，具有高效、经济、稳定和图案丰富等优点。因此近年来在粉末涂料中作为新的装饰手段迅速发展。对于转印粉末涂料用聚酯树脂的合成和制备此前也有一些报道业，业内对于改善涂膜转印性能的做法，是在聚酯树脂合成过程中用大量刚性单体改性；中国专利CN102977346A公开了一种TGIC固化耐候型热转印粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂使用大量新戊二醇，因此可以推测该聚酯树脂制备的涂膜表面硬度较高，但由该聚酯树脂制备的转印涂膜机械性能一般。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度，制备的粉末涂料涂膜在常温和-15℃都具备高韧性，同时制备的粉末涂料具备较高的交联密度，热转印后涂膜图案纹理清晰，不粘纸。本专利技术的另一目的是提供一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用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：一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂，酸值为38.0～46.0mgKOH/g，羟值小于6.0mgKOH/g，玻璃化温度为64.0～70.0℃，旋转黏度为3000～6000CPa·s(200℃)，数均分子量为2000～6000，由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：多元醇：25.0～45.0多元酸：45.0～55.0酸解剂：6.0～12.0酯化催化剂：0.03～0.12抗氧剂：0.4～1.2固化促进剂：0.02～0.4所述多元醇包括新戊二醇和2-甲基-1，3丙二醇，还包括三羟甲基丙烷或1，4-环已烷二甲醇；各组分之间为任意重量比例；所述多元酸包括己二酸和对苯二甲酸，还包括间苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、1,2,4-苯三甲酸酐以及1，4-环已烷二甲酸中的一种或多种混合物；各组分之间为任意重量比例；所述酸解剂为间苯二甲酸以及1，2，4-苯三甲酸酐中的一种或两种任意重量比例的混合物；所述酯化催化剂为单丁基氧化锡以及二丁基氧化锡中的一种或两种任意重量比例的混合物；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂以及亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种任意重量比例的混合物；受阻酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯。所述的固化促进剂为三苯基溴化磷，包括甲基三苯基溴化磷、乙基三苯基溴化磷、异丙基三苯基溴化磷中的一种。本专利技术的第二个目的是由以下技术方案来实现的：一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，依照以下步骤进行：1)在反应釜中，按配比加入所需的多元醇，多元酸和酯化催化剂，在氮气气氛保护下，快速升温至160～180℃酯化水生成并馏出；2)然后以8～10℃/小时的速率逐步升温至250℃，保持在250℃反应至物料澄清；3)取样检测，当酸值达到12-18mgKOH/g后，按配比加入酸解剂，反应1～3个小时；4)酸值达到47～54mgKOH/g，加入二分之一抗氧剂，0.0113～0.0093MPa负压缩聚1～3个小时；5)酸值达到38.0～46.0mgKOH/g时，降温至230℃，加入二分之一抗氧剂和固化促进剂，搅拌分散后降温出料即得到TGIC固化高韧性热转印粉末涂料用聚酯树脂。所述步骤2)中需记录酯化水的重量，当酯化水出水量达到理论值的95％。取样检测酸值。本专利技术方法制备的聚酯为无定型端羧基聚酯树脂，酸值为38.0～46.0mgKOH/g，羟值小于6.0mgKOH/g，玻璃化温度为64.0～70.0℃，旋转黏度为3000～6000CPa·s(200℃)，数均分子量为2000～6000。本专利技术方法制备的聚酯具有较高的玻璃化转变温度，制备的粉末涂料，在常温和-15℃都具备优秀的韧性，同时制备的粉末涂料具备较高的交联密度，热转印后涂膜图案纹理清晰，不粘纸。采用本专利技术合成的聚酯树脂制备热转印粉末涂料的步骤，是将合成的聚酯树脂分别与固化剂TGIC(异氰尿酸三缩水甘油酯)、填料、颜料和其它助剂按比例配料，经物理混合均匀，熔融挤出、冷却破碎、研磨筛制成粉末涂料即可(颜填料包括钛白粉，硫酸钡，铬黄，炭黑等，其它助剂包括安息香，流平剂，纹理剂等)，然后用静电喷枪将粉末涂料喷涂到马扎钢板，200℃/15min固化后取出，冷却后将转印纸包在样板表面，经平板转印机200℃/2min加热后取出，取出冷却后撕纸即可得到具有图案的涂膜。本专利技术的有益效果是：a.本专利技术制备的聚酯树脂配方中采用2,6-萘二甲酸，与常规芳香酸(对苯二甲酸、间苯二甲酸)单体相比，2,6-萘二酸中萘环具有位阻大和刚性强，可以提高聚酯树脂的玻璃化温度，显著改善长链脂肪族单体引起的聚酯树脂玻璃化温度下降的问题，提升由该聚酯树脂制备的粉末涂料的储存稳定性。b.本专利技术配方中采用1,4-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲酸等单体，该类单体含有的船式和椅式六圆环结构，该类单体接入聚酯树脂分子主链，制备的涂膜在使用过程中依靠聚酯树脂主链构象转变吸收能量，从而改善延迟冲击性能下降的问题，同时六圆环结构与长链脂肪族单体产生协同作用，使得涂膜具有优秀的韧性，在低温下也具备优秀的机械性能。c.本专利技术制备的聚酯树脂酸值为38.0～46.0mgKOH/g，与常规聚酯树脂相比，本专利技术提供的聚酯树脂分子端基官能团更多和官能度更大，制备的粉末涂料交联密度高，涂膜固化后结构致密，表面硬度高，热转印压力工艺窗口大，转印清晰，不易粘纸。因此本专利技术制备的聚酯树脂可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂，酸值为38.0～46.0mgKOH/g，羟值小于6.0mgKOH/g，玻璃化温度为64.0～70.0℃，旋转黏度为3000～6000CPa·s(200℃)，数均分子量为2000～6000，由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：多元醇：25.0～45.0多元酸：45.0～55.0酸解剂：6.0～12.0酯化催化剂：0.03～0.12抗氧剂：0.4～1.2固化促进剂：0.02～0.4；所述多元醇包括新戊二醇和2‑甲基‑1，3丙二醇，还包括三羟甲基丙烷或1，4‑环已烷二甲醇；各组分之间为任意重量比例；所述多元酸包括己二酸和对苯二甲酸，还包括间苯二甲酸、2，6‑萘二甲酸以及1，4‑环已烷二甲酸、1,2,4‑苯三甲酸酐中的一种或多种混合物；各组分之间为任意重量比例；所述酸解剂为间苯二甲酸以及1，2，4‑苯三甲酸酐中的一种或两种任意重量比例的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种TGIC固化高韧性、热转印粉末涂料用聚酯树脂，酸值为38.0～46.0mgKOH/g，羟值小于6.0mgKOH/g，玻璃化温度为64.0～70.0℃，旋转黏度为3000～6000cp/200℃，数均分子量为2000～6000，由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：多元醇：25.0～45.0多元酸：45.0～55.0酸解剂：6.0～12.0酯化催化剂：0.03～0.12抗氧剂：0.4～1.2固化促进剂：0.02～0.4；所述多元醇包括新戊二醇和2-甲基-1，3-丙二醇，还包括三羟甲基丙烷或1，4-环己烷二甲醇；各组分之间为任意重量比例；所述多元酸包括己二酸和对苯二甲酸，还包括间苯二甲酸、2，6-萘二甲酸以及1，4-环己烷二甲酸、1,2,4-苯三甲酸酐中的一种或多种混合物；各组分之间为任意重量比例；所述酸解剂为间苯二甲酸以及1，2，4-苯三甲酸酐中的一种或两种任意重量比例的混合物；所述酯化催化剂为单丁基氧化锡以及二丁基氧化锡中的一种或两种任意重量比例的混合物；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂以及亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种任意重量比例的混合物；受阻酚类...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤明麟，应明友，张林杰，邱锋利，徐忠根，
申请(专利权)人：浙江传化天松新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33