一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂及其合成方法技术

本发明专利技术提供一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂及其合成方法，其主要由以下重量百分比的原料熔融缩聚而成：多元醇：30‑45%wt；芳香多元酸43‑55%wt；支化剂：0.01‑3%wt；酸解剂：8‑18%wt；酯化催化剂0.03‑0.15%wt；抗氧剂0.01‑2%wt。具有合适的玻璃化转变温度、存储稳定性、及树脂合成工艺简单和树脂成本低等优势，树脂成分满足《GB/T 5237.4‑2008铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材》中关于粉末涂料用聚酯树脂的要求，与HAA连用制成的粉末涂料固化之后的涂层具有流平和机械性能性能好、耐候性能满足《GB/T 5237.4‑2008铝合金建筑型材 第4部分：喷粉型材》的II级标准、热转印图案清晰以及无胶印。

A Carboxyl-terminated Saturated Polyester Resin for Hydroxyalkylamide Cured Thermal Transfer Powder Coatings and Its Synthesis Method

The present invention provides a carboxyl-terminated saturated polyester resin for hydroxyalkyl amide curing heat transfer powder coatings and its synthesis method, which is mainly formed by melt condensation of raw materials with the following weight percentages: polyols: 30 45% wt; aromatic polyacids 43 55% wt; branching agent: 0.01 3% wt; acidolysis agent: 8 18% wt; esterification catalyst 0.03 0.15% wt; antioxidant 0.01 2% wt. It has the advantages of suitable glass transition temperature, storage stability, simple resin synthesis process and low resin cost. The resin composition meets the requirements of polyester resin for powder coatings in GB/T 5237.4 2008 Aluminum Alloy Building Profiles Part 4: Powder-sprayed Profiles. The coatings cured with powder coatings made with HAA have good leveling and mechanical properties and resistance. The weatherability meets the Class II standard of GB/T 5237.4 2008 Aluminum Alloy Building Profiles Part 4: Powder-sprayed Profiles, with clear heat transfer patterns and no offset printing.

【技术实现步骤摘要】
一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂及其合成方法
本专利技术涉及粉末涂料领域，尤其涉及一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂及其合成方法。
技术介绍
目前粉末涂料的大量应用领域之一是铝型材，最新国家标准《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》对粉末涂料用聚酯树脂提出了大量的要求。具体如下：1.合成聚酯的多元醇通常以新戊二醇为主，也可以使用其他不含ß氢的多元醇，应注意多元醇的纯度。新戊二醇宜以加氢法生产，不准许使用乙二醇、二乙二醇、丙二醇；提升树脂中间苯二甲酸（或耐候性优于间苯二甲酸的其他二元酸）与对苯二甲酸的质量分数比值，利于提高粉末耐候性。为保证粉末膜层的耐候性，间苯二甲酸（或耐候性优于间苯二甲酸的其他二元酸）在树脂中的质量分数宜＞15%，但鼓励在提高耐候性的前提下，使用创新的配方和工艺体系。同时也对粉末涂料的耐候性分级，具体如下：III级为氙灯4000h光泽保持率为≥于75%，II级为氙灯1000h光泽保持率为≥90%，I级为氙灯1000h光泽保持率为≥50%。目前常规户外粉末涂料基本可以满足I级标准，而满足II级耐候标准的市场上常规耐候粉末涂料则基本没有。户外用聚酯树脂中正常都添加了少量的乙二醇等以降低成本，同时常规耐候聚酯树脂中很少的品种可以满足间苯二甲酸含量占树脂质量的15%，热转印粉末涂料用聚酯树脂中间苯二甲酸站树脂质量的比例同样低于12%。因此这些品种的聚酯树脂无法满足新国标，最后将被铝型材市场淘汰。由于三缩水甘油异氰尿酸酯(TGIC)具有一定的生理毒性，目前已经被工信部列入淘汰落后产能，因此市场上开发一种可以替代TGIC固化的粉末涂料已是大势所趋，在众多TGIC替代产品中，羟烷基酰胺（HAA，商品名称T105）是目前最普及的一种，其性能接近TGIC固化体系且无毒环保。区别于TGIC，HAA体系中反应的官能团是羟基，目前尚无有效的催化剂催化其和聚酯树脂反应，因此需要专门开发适用于羟烷基酰胺的聚酯树脂。目前常规应用领域已经有大量的HAA固化的聚酯树脂供应市场，但是在热转印粉末涂料领域商业化的产品却没有。CN107619472A公开了一种热转印粉末涂料用树脂的制备方法，其原材料中采用PET的组分导致体系中存在着大量的beta氢，导致耐候性不足，无法满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》的要求。CN105367765B公开了一种超韧性热转印粉末涂料用树脂的制备方法，其在配方中大量添加2-甲基-1,3丙二醇以添加体系的韧性，是的整体的耐候性能偏低。CN106893086A提供一种热转印粉末涂料用聚酯树脂制备方法，其中采用大量的间苯二甲酸以提高其耐候性能。但是在配方中前期大量的醇酸比在2到3左右，造成醇大量过量，导致在生产过程中醇损失偏高以及生产控制难度较大。同时树脂最后的酸值30-36，造成粉末中交联度的偏低，实际转印过程中撕纸比较困难。CN10448265B公开了一种低温固化热转印粉末涂料用聚酯树脂，该树脂为了实现低温固化，通过提高采用丁基乙基丙二醇来降低粘度，同时大量采用固化促进剂的方式实现低温固化。实际反馈最终的样板涂层流平比较差且耐候性能偏低，无法满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》中的要求。CN102977346B公开了一种TGIC固化耐候性粉末涂料用聚酯树脂，然而最终聚酯树脂的酸值在32-36，酸值的偏低使得最终涂层的交联度偏低，不利于热转印。同时其树脂的间苯二甲酸占树脂的含量在11%左右，耐候性能偏低，无法满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》中的要求。CN1023304790A公开了一种户外铝型材热转印粉末涂料用聚酯树脂，该专利中描述中指出配方中采用了大量的乙基丁基丙二醇，同时配方中无间苯二甲酸，同样也无法满足最新标准《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》的要求。CN107778466A公开了一种HAA固化热转印粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂中存在着大量的乙二醇和二乙二醇，同样无法满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》中关于聚酯树脂的要求，同时配方中端羟基硅油的存在会污染反应釜，使得生产线产品切换的可能性为0，因此在实际生产中无法应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的提供一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂及其合成方法，该聚酯树脂具有合适的玻璃化转变温度和色泽，树脂成分满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》中关于聚酯树脂的要求。制备成的粉末涂料固化之后的涂层具有流平和机械性能性能好、耐候性能满足《GB/T5237.4-2008铝合金建筑型材第4部分：喷粉型材》的II级标准、热转印图案清晰以及无胶印，适用于热转印粉末涂料领域。本专利技术提供一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其主要由以下重量百分比的原料熔融缩聚而成：多元醇：30-45%wt；芳香多元酸43-55%wt；支化剂：0.01-3%wt；酸解剂：8-18%wt；酯化催化剂0.03-0.15%wt；抗氧剂0.01-2%wt。所述多元醇采用新戊二醇(NPG)。更优选的是采用加氢法生产的新戊二醇。所述支化剂采用三羟甲基丙烷(TMP)和三羟甲基乙烷(TME)中的一种或者两种混合。所述芳香多元酸采用苯二甲酸(PTA)和间苯二甲酸(IPA)中的一种或者两者的混合物。所述抗氧剂采用亚磷酸酯（三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，抗氧剂626）和受阻酚类抗氧剂（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂1010）复配的方式，基于树脂的总质量，其使用量是0.01-2%wt。所述催化剂为锡类催化剂，优选二丁基氧化锡，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几种，基于树脂的总质量，其使用量是0.03-0.15%wt。所述酸解剂采用间苯二甲酸(IPA)、己二酸(ADA)、1，4环己烷二甲酸(CHDA)和富马酸(FCC)中的一种或者多种的混合其合成方法为：将配方量的新戊二醇(NPG)、三甲基丙烷(TMP)、三羟甲基乙烷(TME)、投入反应釜中加热融化，随后将芳香酸和适量的催化剂同时投入反应釜中，在氮气氛中缓慢升温至235-255℃并维持，待体系澄清后取样检测酸值(AV)达到5-15(单位mgKOH/g树脂，下同)时加入二次酸解剂IPA、ADA、CHDA和FCC等并维持温度235-250℃下进行酸解封端。待聚酯的酸值达到50-65时降温至230-240℃并真空缩聚一段时间，使得聚酯的酸值维持在37-55左右且羟值小于6。随之后降温至180-230℃投抗氧剂并维持5-30min之后放料。端羧基饱和聚酯树脂的间苯二甲酸在聚酯树脂中的质量分数大于15%端羧基饱和聚酯树脂的数据分子量在2500-5000g/mol，玻璃化转变温度(Tg)≥58℃，更加优选的Tg＞60℃。端羧基饱和聚酯树脂的酸值在37-55范围且羟值＜6%，更优选的是羟值≤4，这样该聚酯树脂满足端羧基的特征。端羧基饱和聚酯树脂和固化剂、颜料、填料、流平剂和脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：由以下重量百分比的原料熔融缩聚而成：多元醇：30‑45%wt；芳香多元酸43‑55%wt；支化剂：0.01‑3%wt；酸解剂：8‑18%wt；酯化催化剂0.03‑0.15%wt；抗氧剂0.01‑2%wt。

【技术特征摘要】
1.一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：由以下重量百分比的原料熔融缩聚而成：多元醇：30-45%wt；芳香多元酸43-55%wt；支化剂：0.01-3%wt；酸解剂：8-18%wt；酯化催化剂0.03-0.15%wt；抗氧剂0.01-2%wt。2.如权利要求1所述的一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：所述多元醇采用新戊二醇，所述新戊二醇采用加氢法生产。3.如权利要求1所述的一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：所述支化剂采用三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的一种或者两种混合。4.如权利要求1所述的一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：所述芳香多元酸采用苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种或者两者混合。5.如权利要求1所述的一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：所述抗氧剂采用亚磷酸酯和受阻酚类抗氧剂复配的方式，基于树脂的总质量，其使用量是0.01-2%wt。6.如权利要求1所述的一种羟烷基酰胺固化热转印粉末涂料用端羧基饱和聚酯树脂，其特征在于：所述酯化催化剂为锡类催化剂，是由二丁基氧化锡，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几种组成，基于树脂的总质量，其使用量是0.03-0.15%w...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟春海，
申请(专利权)人：安徽神剑新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34