一种低温固化型聚酯树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种低温固化型聚酯树脂，并进一步公开其制备方法，及其用于制备粉末涂料的用途。本发明专利技术所述低温固化型聚酯树脂，采用高活性的单体原料进行聚合，通过各组分之间相互配合及协同作用，使最终得到的聚酯树脂的活性较高，且分子链较软，软化点有所降低，保证良好的低温流平性，可以实现150℃的充分固化，较大程度地降低了能耗，且聚酯树脂及其制备的粉末涂料稳定性好，固化成膜优良且粉末涂料的流平性好，各方面性能均较好达到普通HAA聚酯树脂的涂膜要求。

A Low Temperature Curable Polyester Resin and Its Preparation Method and Application

The invention belongs to the technical field of powder coatings, in particular to a low temperature curable polyester resin, and further discloses its preparation method and its use for preparing powder coatings. The low-temperature curable polyester resin of the invention uses high-activity monomer raw material for polymerization, and through the coordination and synergistic action of each component, the final polyester resin has higher activity, softer molecular chain, lower softening point, good low-temperature leveling, can achieve full curing at 150 C, greatly reduce energy consumption, and polyester tree. Fat and its powder coatings have good stability, excellent curing film formation and good fluidity. All properties of the powder coatings meet the requirements of common HAA polyester resin.

【技术实现步骤摘要】
一种低温固化型聚酯树脂及其制备方法与应用
本专利技术属于粉末涂料
，具体涉及一种低温固化型聚酯树脂，并进一步公开其制备方法，及其用于制备粉末涂料的用途。
技术介绍
粉末涂料是一种不含有机溶剂的100％固体粉末，它与油性涂料和水性涂料不同，涂装时不以溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂覆在工件表面，经加热后形成一层具有特殊用途的涂膜的一种新型环保涂料。粉末涂料具有无VOC、环保、节能、施工效率高与应用范围宽等优点，并以其经济、环保、高效和性能卓越等优点，正逐渐替代有机溶剂型涂料，成为涂料行业中的重要发展方向，一直保持着较快的增长速度。聚酯类粉末涂料更以其优异的耐久性、装饰性和加工成型性等特点，广泛应用于涂装领域。传统的粉末涂料用聚酯多是羧基聚酯树脂或者是羟基聚酯树脂，但该体系聚酯无法实现聚酯体系的自身固化，所有需要添加相应的固化剂实现固化。目前，户外纯聚酯粉末涂料固化剂主要以TGIC和HAA为主，但近年来发现TGIC会对人体生殖细胞造成突变且具有遗传性，欧盟大部分国家已经禁止使用TGIC作为固化剂。因此，发展使用环保型HAA体系粉末涂料已是大势所趋。但是，传统的HAA体系粉末涂料需要在200℃/12min才能实现充分固化，导致整个涂膜过程的能耗较高。因此，开发一种可低温固化型聚酯树脂，尤其是适用于HAA体系的低温固化型聚酯树脂具有积极的意义。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种低温固化型聚酯树脂，并进一步公开其制备方法；本专利技术解决的第二个技术问题在于提供一种低温固化型聚酯树脂用于制备粉末涂料的用途。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种低温固化型聚酯树脂，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔百分比的原料组分：优选的，所述的低温固化型聚酯树脂，还包括催化剂，所述催化剂的摩尔用量占所述原料组分总摩尔量的0.05-0.2％。更优的，所述催化剂包括四氯化锡。优选的，所述的低温固化型聚酯树脂，还包括抗氧剂，所述抗氧剂的摩尔用量占所述原料组分总摩尔量的0.1-0.3％。更优的，所述抗氧剂包括2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(即抗氧剂2246)。本专利技术还公开了一种制备所述低温固化型聚酯树脂的方法，包括如下步骤：(1)将配方量的所述对苯二甲酸、2,3-吡啶二甲酸二甲酯混合，并控制温度低于130℃进行加热熔融；(2)向上述混合物料中加入配方量的所述2-乙基-1,3-己二醇、新戊二醇、1,6-己二醇二缩水甘油醚，并加入选定量的所述催化剂，在氮气保护下，逐步升温至190-200℃进行反应；随后加入配方量的所述2-羟基丙酸和1，2，4-三羟基苯，缓慢升温并控制温度低于245℃进行反应至无明显馏出物蒸出，且控制反应物的酸值小于25mgKOH/g为止；(3)加入配方量的所述抗氧剂，于真空环境下反应促成聚酯树脂的形成，待酸值降低至20mgKOH/g以下时停止反应；(4)控制反应体系降温至190-200℃，并加入配方量的所述1，3-丙二胺四乙酸，随后缓慢升温至220-230℃对聚酯树脂进行酸化反应，待反应物的酸值为28-35mgKOH/g时停止反应，趁热高温出料，经冷却、破碎、造粒，即得。本专利技术还公开了所述的低温固化型聚酯树脂用于制备粉末涂料的用途。具体的，所述粉末涂料为HAA体系聚酯粉末涂料。本专利技术还公开了一种粉末涂料，制备所述粉末涂料的聚酯树脂包括所述的低温固化型聚酯树脂。本专利技术还公开了一种制备所述粉末涂料的方法，包括将选定量的所述聚酯树脂和适配的固化剂、添加剂混匀的步骤，并加入螺杆挤出机进行熔融及混炼，经挤出、压片、粉碎，即得。本专利技术所述低温固化型聚酯树脂，采用高活性的单体组合，主要使用对苯二甲酸、2,3-吡啶二甲酸二甲酯、2-羟基丙酸、2-乙基-1,3-己二醇、1，2,4-三羟基苯、新戊二醇、1,6-己二醇二缩水甘油醚、1,3-丙二胺四乙酸等作为原料单体进行聚合，通过各组分之间相互配合及协同作用，使最终得到的聚酯树脂的活性较高，且分子链较软，软化点有所降低，保证良好的低温流平性，可以实现150℃的充分固化，较大程度地降低了能耗，且聚酯树脂及其制备的粉末涂料稳定性好，固化成膜优良且粉末涂料的流平性好，各方面性能均较好达到普通HAA聚酯树脂的涂膜要求。具体实施方式实施例1本实施例所述低温固化型聚酯树脂，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔量的原料组分：本实施例所述低温固化型聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)将配方量的所述对苯二甲酸、2，3-吡啶二甲酸二甲酯混合，并控制温度低于130℃进行加热熔融；(2)向上述混合物料中加入配方量的所述2-乙基-1,3-己二醇、新戊二醇、1,6-己二醇二缩水甘油醚，并加入选定量的所述催化剂，在氮气保护下，逐步升温至200℃进行反应；随后加入配方量的所述2-羟基丙酸和1，2，4-三羟基苯，缓慢升温并控制温度低于245℃进行反应至无明显馏出物蒸出，且控制反应物的酸值小于25mgKOH/g为止；(3)加入配方量的所述抗氧剂，于40mmHg真空度环境下反应4h，促成聚酯树脂的形成，待酸值降低至20mgKOH/g以下时停止反应；(4)控制反应体系降温至200℃，并加入配方量的所述1,3-丙二胺四乙酸，随后缓慢升温至220℃对聚酯树脂进行酸化反应4h，待反应物的酸值为28-35mgKOH/g时停止反应，趁热高温出料，并用带冷凝水的钢带冷却聚酯树脂，然后破碎造粒，即得。经检测，本实施例所制备的聚酯树脂外观为无色透明颗粒，所述聚酯树脂的酸值为34mgKOH/g，软化点为95℃。实施例2本实施例所述低温固化型聚酯树脂，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔量的原料组分：本实施例所述低温固化型聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)将配方量的所述对苯二甲酸、2，3-吡啶二甲酸二甲酯混合，并控制温度低于130℃进行加热熔融；(2)向上述混合物料中加入配方量的所述2-乙基-1，3-己二醇、新戊二醇、1，6-己二醇二缩水甘油醚，并加入选定量的所述催化剂，在氮气保护下，逐步升温至190℃进行反应；随后加入配方量的所述2-羟基丙酸和1,2，4-三羟基苯，缓慢升温并控制温度低于245℃进行反应至无明显馏出物蒸出，且控制反应物的酸值小于25mgKOH/g为止；(3)加入配方量的所述抗氧剂，于60mmHg真空度环境下反应1h，促成聚酯树脂的形成，待酸值降低至20mgKOH/g以下时停止反应；(4)控制反应体系降温至190℃，并加入配方量的所述1,3-丙二胺四乙酸，随后缓慢升温至230℃对聚酯树脂进行酸化反应2h，待反应物的酸值为28-35mgKOH/g时停止反应，趁热高温出料，并用带冷凝水的钢带冷却聚酯树脂，然后破碎造粒，即得。经检测，本实施例所制备的聚酯树脂外观为无色透明颗粒，所述聚酯树脂的酸值为29mgKOH/g，软化点为101℃。实施例3本实施例所述低温固化型聚酯树脂，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔量的原料组分：本实施例所述低温固化型聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)将配方量的所述对苯二甲酸、2，3-吡啶二甲酸二甲酯混合，并控制温度低于130℃进行加热熔融；(2)向上述混合物料中加入配方量的所述2-乙基-1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温固化型聚酯树脂，其特征在于，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔百分比的原料组分：

【技术特征摘要】
1.一种低温固化型聚酯树脂，其特征在于，以所述聚酯树脂的总量计，其制备原料包括如下摩尔百分比的原料组分：2.根据权利要求1所述的低温固化型聚酯树脂，其特征在于，还包括催化剂，所述催化剂的摩尔用量占所述原料组分总摩尔量的0.05-0.2％。3.根据权利要求2所述的低温固化型聚酯树脂，其特征在于，所述催化剂包括四氯化锡。4.根据权利要求1-3任一项所述的低温固化型聚酯树脂，其特征在于，还包括抗氧剂，所述抗氧剂的摩尔用量占所述原料组分总摩尔量的0.1-0.3％。5.根据权利要求4所述的低温固化型聚酯树脂，其特征在于，所述抗氧剂包括2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。6.一种制备权利要求1-5任一项所述低温固化型聚酯树脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将配方量的所述对苯二甲酸、2,3-吡啶二甲酸二甲酯混合，并控制温度低于130℃进行加热熔融；(2)向上述混合物料中加入配方量的所述2-乙基-1,3-己二醇、新戊二醇、1,6-己二醇二缩水甘油醚，并加入选定量的所述催化剂，在氮气保护下，逐步升温至190-200℃进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永垒，李海云，江蓉，邢楠楠，魏文静，朱梦泽，张雅文，
申请(专利权)人：黄山学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34