饱和羟基聚酯树脂的生产方法技术

本发明专利技术属于有机高分子化合物制备和涂料领域，广泛用于家电，建材、汽车、农机等领域，其特征在于由多元酸与多元醇在催化剂，链支化剂存在下，直接熔融酯化，常压缩聚合成饱和羟基聚酯树脂，并以此为基料合成聚氨酯粉末涂料。本发明专利技术克服了现有技术存在设备投资大，产品机械性能不稳定，生产不安全，工艺难于把握，而利用其合成的涂料形成的涂膜桔皮严重，光泽低，耐溶剂性、及抗冲击性差等缺点，利用本发明专利技术生产的饱和羟基聚酯树脂性能优良，以其合成的粉末涂料耐候性和装饰性优良，有较好的加工、施工特性以及贮存运输时的良好稳定性。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术属于有机高分子化合物制备和涂料领域。饱和羟基聚酯树脂主要用于封闭异氰酸酯固化的聚氨酯粉末涂料的合成。羟基聚酯树脂一般是采用真空缩聚-解缩法来合成。美国专利US4264751公开了生产聚酯树脂的酯交换一真空缩合反应方法，该方法是二元醇和二羧酸化合物在链支化剂存在下进行酯交换一真空缩聚反应，合成的饱和羟基聚酯也用于制造聚氨酯粉末涂料。采用这种方法的缺点是设备投资大，产品机械性能不稳定，在合成过程中易产生大量易燃有毒气体甲醇，生产不安全，“三废”治理费用大，产品成本高，没有竞争力，且工艺技术难于把握等。美国专利US4124570描述了一种合成聚氨酯粉末涂料的饱和羟基聚酯树脂，其酸值控制在10～30MgkoH/g，使合成的粉末涂料胶化时间明显缩短，形成的涂膜桔皮严重，光泽低，同时涂膜的耐溶剂性和抗冲击性差。美国专利US4054681公开了一种用来合成聚氨酯粉末涂料的饱和羟基聚酯树脂，其缺点是合成的聚氨酯粉末涂料在常温贮存运输过程中易结块成团，贮存稳定性差，不宜用作聚氨酯粉末涂料的原材料。本专利技术的目的是提供一种饱和羟基聚酯树脂的生产方法以及利用该方法生成的饱和羟基聚酯树脂合成的聚氨酯粉末涂料，使得利用该方法生成的饱和羟基聚酯树-->脂性能优良，色泽浅，透明度好，以其合成的聚氨酯粉末涂料能克服现有技术之不足，具有形成涂膜丰满、光亮和韧性好、耐抗擦伤性强及优良的耐候性，有较好的加工、施工特性，在贮存运输时有良好的稳定性，应用时涂膜有良好的外观装饰性，良好的机械性能及其耐热、耐久性等优点。本专利技术所提供的饱和羟基聚酯树脂的生产方法是按如下措施来实现的。由多元醇与多元酸在催化剂、链支化剂存在下，直接熔融酯化，常压缩聚合成。其反应式如下：直接酯化成低聚合度聚酯缩聚成高聚合度的聚酯总的示性结构为其中：G-多元醇，A-多元酸，n≥2，PE为低聚合-->度聚酯树脂。多元酸含量为30-65%（重量份），多元醇含量为20-40%（重量份），催化剂为二丁基氧化锡，其含量为0.01-1.2%（重量份）。在酯化反应中，还可添加1～10%（重量份）的长链脂肪酸或脂肪醇，以得更佳之效果。合成的工艺流程如下：多元酸+多元醇(催化剂)/(常压、加热)酯化成低聚合度聚酯(缩聚)/()缩合成高分子→降温、减压→冷却→破碎→包装饱和羟基聚酯树脂的合成需10～16小时，酯化缩聚温度控制在190℃～240℃，使用良好的加热系统，真空、密封系统，精确的计量装置，分馏塔采用不锈钢高效共轭环填料，具有分离效率高、操作平衡等优点。具体的操作过程是，在聚酯合成反应釜中投入计量的多元酸，多元醇及催化剂，在惰性气体保护下通过加热缓慢升温至反应温度190℃-240℃，恒温，直至出水量达到理论出水量时，测试其酸值、羟值，当指标分别达到酸值（mgkoH/g）：3～8，羟值（mgkoH/g）：30～45时即可降温、减压、冷却、排料、粉碎和包装。聚氨酯粉末涂料的综合性能取决于羟基聚酯树脂、固化剂、填颜料的种类及配比、优质的原料、科学的配方。先进的工艺是获得聚氨酯粉末涂料良好综合性能的保证。本专利技术所述的聚氨酯粉末涂料，是以本专利技术提供-->的饱和羟基聚酯树脂生产方法所生产的饱和羟基聚酯树脂，以及封闭异氰酸酯固化剂为基料，加入流平剂，颜填料经混合而熔融、挤出、粉碎而成。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术合成的饱和羟基聚酯树脂具有色泽浅、指标控制合理、质量稳定、性能优异的特点，由该树脂合成的聚氨酯粉末涂料，不仅有很好的加工及施工特性，而且形成的涂膜具有优良的外观装饰性，优良的物理机械性能，较全面的耐化学药品性及典型的耐候性。2、本专利技术中饱和羟基聚酯树脂各项性能指标控制合理，具有较低的酸值（3-8mgkoH/g）及合适的羟值（30-45mgkoH/g），分子量是控制在2500～5000，玻璃化温度控制在55℃～65℃，使合成的聚氨酯粉末涂料具有较长的凝胶化时间，在聚氨酯粉末涂料配方中，可降低固化剂用量，在保证机械性能的条件下降低交联密度，从而使形成的涂膜光滑平整，赋予涂膜优良的耐溶剂性能及机械性能（柔韧性、抗冲击性）。合成的聚酯树脂常温不易结块，由该聚酯合成的聚氨脂粉末涂料，具有良好的贮存稳定性。3、本专利技术采用良好的加热设备，真空密封系统，精确的计量装置，同时分馏塔采用了先进的不锈钢高效共轭环代替传统的拉西环填料，具有分离效率高，操作平稳等显著特点，能将反应过程中生成的水分吸收并移出反应釜，而且醇的损失很少，保证了计量的准确性;同时高效共轭环可以大大减少填料塔高度，减少设备投资及节省工艺过程的操作费用。以下结合实施例对饱和羟基聚酯树脂的生产方法进-->一步加以详述。选用对苯二甲酸为多元酸，新戊二醇为多元醇，三羟甲基丙烷为链支化剂。在反应釜中投入新戊二醇525份，二甘醇150份，对苯二甲酸1000份，三羟甲基丙烷450份，熔融、升温，并通入N2保护，缓慢升温至最高反应温度240℃，同时分馏塔采用水和水蒸汽共沸保温，生成的水连续不断分出，在此条件下保温约10-16小时，测定其酸值、羟值，当指标分别达到酸值3-8mbkoH/g，羟值30-45mgkoH/g时，则对反应鉴系统减压、抽真空，然后冷却，排料、粉碎包装即可。本专利技术中链支化剂还可以选用偏苯三酸酐。下面结合实施例对本专利技术所述的聚氨酯粉末涂料加以进一步描述。本专利技术所提供的饱和羟基聚酯树脂100份，封闭异氰酸酯固化剂18～25份，流平剂1.2～2.0份，安息香0.8～1.0份，TIO250～60份经混合熔融，由双螺杆挤出机挤出、粉碎，挤出温度115℃-125℃，粉末粒度不超过90um。上述封闭异氰酸酯固化剂的制备方法是：先采用二异氰酸酯与∈-己内酰胺中活性氢原子反应，反应温度控制在120℃-150℃，然后加入二月桂酸二丁基锡进行三聚反应或与多元醇加成，部分三聚封闭的异氰酸酯异氰的基团含量控制在7.0-14.0%，加成物型封闭异氰酸酯固化剂NCO/OH的比例控制在2.0-4.0之间，测定游离的NCO含量，若其小于0.8%，即可出料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种饱和羟基聚酯树脂的生产方法，包括反应釜，加热系统，真空、密封系统和计量装置，其特征在于由多元酸与多元醇在催化剂，链支化剂存在下，直接熔融酯化，常压缩聚合成，其中，多元酸含量为３０－６５％（重量份），多元醇含量为２０－４０％（重量份），链支化剂含量为１－１０％（重量份），催化剂二丁基氧化锡含量０. ０１－１. ２％（重量份），酯化缩聚温度控制在１９０°－２４０℃，反应时间１０－１６小时，采用不锈钢高效共轭环分馏塔，生成物的酸值控制在３－８ＭｇｋｏＨ／ｇ，羟值控制在３０－４５ＭｇｋｏＨ／ｇ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种饱和羟基聚酯树脂的生产方法，包括反应釜，加热系统，真空、密封系统和计量装置，其特征在于由多元酸与多元醇在催化剂，链支化剂存在下，直接熔融酯化，常压缩聚合成，其中，多元酸含量为30-65%(重量份)，多元醇含量为20-40%(重量份)，链支化剂含量为1-10%(重量份)，催化剂二丁基氧化锡含量0.01-1.2%(重量份)，酯化缩聚温度控制在190°-240℃，反应时间10-16小时，采用不锈钢高效共轭环分馏塔，生成物的酸值...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾东林，李胜国，
申请(专利权)人：广东省肇庆星湖化工企业集团公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]