一种改性生物基聚酯树脂及其制备方法技术

一种改性生物基聚酯树脂及其制备方法，其原料为：多元醇；芳香多元酸；乙二醇单丁醚；二甲基乙醇胺；支化剂；酸解剂；酯化催化剂；E‑12环氧树脂；固化促进剂；抗氧剂；去离子水。本发明专利技术合成的改性生物基聚酯树脂，断裂伸长率平均可达200％，抗冲击强度平均可达470J/m，同时，在耐高温烘烤实验中具有明显的优势，存储稳定性、树脂合成工艺简单和树脂成本低等优势，充分扩大了粉末涂料的应用领域。

A modified bio based polyester resin and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种改性生物基聚酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及聚酯树脂
，尤其是一种改性生物基聚酯树脂及其制备方法。
技术介绍
进入二十一世纪后，人类受能源和环境问题的困扰，为了实现可持续、绿色环保的发展高分子以及相关的精细化工产业，全球均在寻找能够替代目前石油的生物基原材料，以期降低石油依赖，提高国家能源安全，同时降低石油产业对环境的污染。研究发现，具有“刚性”平面结构的生物基高分子芳环单体2，5-呋喃二甲酸(FDCA)，可与二醇、二胺等单体进行聚合，可制备出性能优异的新型生物基聚酯树脂合成材料。而且，2，5-呋喃二甲酸(FDCA)结构稳定，来源广泛，可以从秸秆、果壳、草木等生物质中制备。2，5-呋喃二甲酸(FDCA)的结构和对苯二甲酸(PTA)的结构比较类似，中间都含有一个环状结构，两边各一个羧基，所以可以替代一部分的对苯二甲酸(PTA)。基于此，本技术方案提供一种加入2，5-呋喃二甲酸(FDCA)的改性生物基聚酯树脂。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种改性生物基聚酯树脂及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改性生物基聚酯树脂，其原料及质量份为：多元醇15份-25份；芳香多元酸5份-60份；乙二醇单丁醚8份-25份；二甲基乙醇胺10份-20份；支化剂6份-12份；酸解剂5份-35份；酯化催化剂0.03份-0.5份；E-12环氧树脂10份-35份；固化促进剂0份-1份；抗氧剂0.03份-1份；去离子水60份-100份。一种改性生物基聚酯树脂的制备方法，包括有以下步骤：步骤(1)：在反应釜中，按配方量加入芳香多元酸5份-60份，支化剂6份-12份，酯化催化剂0.03份-0.5份，多元醇15份-25份，酸解剂5份-35份；通氮气保护，加热融化，升温至140℃，使大部分固体物质融化，开动搅拌；升温至180℃并恒温0.5h；升温至230-255℃，保温2-3h，进行酯化缩聚反应。步骤(2)：取样测酸值，加入乙二醇单丁醚8份-25份，迅速冷却至100℃以下；加入二甲基乙醇胺10份-20份，降温至70℃，保温0.2-0.3h。步骤(3)：加入去离子水60份-100份，再次升温至150-190℃下投入E-12环氧树脂10份-35份并维持0.5-3h，然后投入固化促进剂0份-1份、抗氧剂0.03份-1份并维持15-30min，搅拌放料，过滤包装，即制得改性生物基聚酯树脂。本专利技术还具有以下附加技术特征：作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：所述多元醇为新戊二醇15份-25份；所述支化剂为三羟甲基丙烷6份-12份；所述芳香多元酸为2，5-呋喃二甲酸5份-15份和/或对苯二甲酸5份-30份和/或六氢化邻苯二甲酸6份-15份；所述酸解剂为间苯二甲酸15份-25份和/或己二酸5份-10份；所述酯化催化剂为钛类催化剂的二氧化钛0.03份-0.5份。作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：其原料及质量份为：多元醇15份；芳香多元酸5份；乙二醇单丁醚8份；二甲基乙醇胺10份；支化剂6份；酸解剂5份；酯化催化剂0.03；E-12环氧树脂10份；固化促进剂0份；抗氧剂0.03份；去离子水60份。作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：其原料及质量份为：多元醇25份；芳香多元酸60份；乙二醇单丁醚25份；二甲基乙醇胺20份；支化剂12份；酸解剂35份；酯化催化剂0.5份；E-12环氧树脂35份；固化促进剂1份；抗氧剂1份；去离子水100份。作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：其原料及质量份为：多元醇20份；芳香多元酸30份；乙二醇单丁醚15份；二甲基乙醇胺15份；支化剂9份；酸解剂20份；酯化催化剂0.25份；E-12环氧树脂22份；固化促进剂0.5份；抗氧剂0.5份；去离子水80份。作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：所述2，5-呋喃二甲酸的制备方法为：将5-羟甲基糠醛、溴催化剂、贵金属催化剂、氧化催化剂和碱性溶液混匀，且有氧源存在的条件下，使5-羟甲基糠醛与氧化催化剂彼此反应，反应温度为40-80℃，反应10-30小时；催化转化后，反应液通过浓酸调节PH＜3，用脱水剂除去由该反应生成的水，沉淀得到2，5-呋喃二甲酸。作为本专利技术技术方案进一步具体优化的：贵金属催化剂为Pt/C、Au/C、Pd/C、Pt/C/CuO-Ag2O、Au/C/CuO-Ag2O或Pd/C/CuO-Ag2O；贵金属催化剂与5-羟甲基糠醛的质量比为0.1:1-0.3:1；碱性溶液为氢氧化锂溶液、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；浓酸是浓硫酸，在反应后的废液通过加入Ca(OH)2沉淀，以硫酸钙形式除去。本专利技术和现有技术相比，其优点在于：优点(1)：本专利技术合成的改性生物基聚酯树脂，断裂伸长率平均可达200％，抗冲击强度平均可达470J/m，同时，在耐高温烘烤实验中具有明显的优势，存储稳定性、树脂合成工艺简单和树脂成本低等优势，充分扩大了粉末涂料的应用领域。优点(2)：本专利技术2，5-呋喃二甲酸的制备方法简单，以糖类在离子液体的反应混合物为原料，以贵金属为催化剂，通过调变催化剂活性、选择适当的碱性溶剂、合适的反应时间和后处理工艺，可以较高产率获得高纯度的2，5-呋喃二甲酸；原料可以直从来自从可来自农业秸秆和木材等木质纤维的糖类化合物，可显著降低生产成本。同时，本专利技术的方法催化剂和反应体系便于分离，可以重复使用10次以上，依然可以得到收率93％纯度的2，5-呋喃二甲酸。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的改性生物基聚酯树脂的制备方法示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本专利技术公开的示例性实施例，然而应当理解，本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。一种改性生物基聚酯树脂，其原料及质量份为：多元醇15份-25份；芳香多元酸5份-60份；乙二醇单丁醚8份-25份；二甲基乙醇胺10份-20份；支化剂6份-12份；酸解剂5份-35份；酯化催化剂0.03份-0.5份；E-12环氧树脂10份-35份；固化促进剂0份-1份；抗氧剂0.03份-1份；去离子水60份-100份。具体的，所述多元醇为新戊二醇15份-25份；所述支化剂为三羟甲基丙烷6份-12份；所述芳香多元酸为2，5-呋喃二甲酸5份-15份和/或对苯二甲酸5份-30份和/或六氢化邻苯二甲酸6份-15份；所述酸解剂为间苯二甲酸15份-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性生物基聚酯树脂，其特征在于，其原料及质量份为：多元醇15份-25份；芳香多元酸5份-60份；乙二醇单丁醚8份-25份；二甲基乙醇胺10份-20份；支化剂6份-12份；酸解剂5份-35份；酯化催化剂0.03份-0.5份；E-12环氧树脂10份-35份；固化促进剂0份-1份；抗氧剂0.03份-1份；去离子水60份-100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性生物基聚酯树脂，其特征在于，其原料及质量份为：多元醇15份-25份；芳香多元酸5份-60份；乙二醇单丁醚8份-25份；二甲基乙醇胺10份-20份；支化剂6份-12份；酸解剂5份-35份；酯化催化剂0.03份-0.5份；E-12环氧树脂10份-35份；固化促进剂0份-1份；抗氧剂0.03份-1份；去离子水60份-100份。


2.根据权利要求1所述的改性生物基聚酯树脂，其特征在于：所述多元醇为新戊二醇15份-25份；所述支化剂为三羟甲基丙烷6份-12份；所述芳香多元酸为2，5-呋喃二甲酸5份-15份和/或对苯二甲酸5份-30份和/或六氢化邻苯二甲酸6份-15份；所述酸解剂为间苯二甲酸15份-25份和/或己二酸5份-10份；所述酯化催化剂为钛类催化剂的二氧化钛0.03份-0.5份。


3.根据权利要求1或2所述的改性生物基聚酯树脂，其特征在于：其原料及质量份为：多元醇15份；芳香多元酸5份；乙二醇单丁醚8份；二甲基乙醇胺10份；支化剂6份；酸解剂5份；酯化催化剂0.03；E-12环氧树脂10份；固化促进剂0份；抗氧剂0.03份；去离子水60份。


4.根据权利要求1或2所述的改性生物基聚酯树脂，其特征在于：其原料及质量份为：多元醇25份；芳香多元酸60份；乙二醇单丁醚25份；二甲基乙醇胺20份；支化剂12份；酸解剂35份；酯化催化剂0.5份；E-12环氧树脂35份；固化促进剂1份；抗氧剂1份；去离子水100份。


5.根据权利要求1或2所述的改性生物基聚酯树脂，其特征在于：其原料及质量份为：多元醇20份；芳香多元酸30份；乙二醇单丁醚15份；二甲基乙醇胺15份；支化剂9份；酸解剂20份；酯化催化剂0.25份；E-12环氧树脂22份；固化促进剂0.5份；抗氧剂0.5份；去离子水80份。...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝一平，孙杰风，姚春海，朱志康，张宇敏，
申请(专利权)人：浙江光华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33