一种耐高温有机胺改性聚酯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及工业涂料领域，提供了一种耐高温有机胺改性聚酯树脂及其制备方法和应用。在本发明专利技术中，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸、酯化催化剂、复配型抗氧化剂和固化促进剂；所述多元胺包括对苯二胺、间苯二胺、2‑甲基‑1,5‑戊二胺、己二胺、1,9壬二胺、乙二胺和己内酰胺的一种或几种。本发明专利技术提供的耐高温有机胺改性聚酯树脂制备得到的粉末涂料形成的涂膜在350℃条件下烘烤2h，涂层不失光、不粉化，保光率≥80％，附着力≥一级，说明本发明专利技术提供的有机胺改性聚酯树脂可用于制备耐350℃高温的粉末涂料。

A high temperature resistant organic amine modified polyester resin and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温有机胺改性聚酯树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及工业涂料领域，尤其涉及一种耐高温有机胺改性聚酯树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
粉末涂料由于其具有的无溶剂、施工简单、利用率高等特点得到广泛应用。在八十年代，美国率先将耐高温粉末涂料用于烤炉、烤箱等方面，随着经济发展，市场对耐高温粉末涂料的需要也日益增长，据英国权威机构分析预测：到2020年，全球耐高温粉末涂料的需求量将达到15万吨。耐高温粉末涂料一般是指涂膜在200℃以上不变色、不脱落、仍能保持适当物理性能的涂料。通常情况下，耐高温粉末涂料主要由耐高温树脂、固化剂、耐高温颜料、耐高温填料以及特效助剂组成。目前市场上的耐高温粉末涂料主要是氟碳粉末涂料、有机硅粉末涂料和聚酯粉末涂料，但是前两种涂料的价格较高且存在附着力差、制备工艺复杂等一些内在的缺陷，在实际应用中受到很大的限制；而聚酯粉末涂料因其优良的综合性能、耐候性能和相对低的成本，被广泛应用。但是由于聚酯粉末涂料组成中的核心成分-聚酯树脂主链一般为碳-碳或者碳-氧结构，受限于其分子结构，其涂层在高于280℃的环境中工作，涂层很快就表现出明显的失光现象、附着力下降、涂层脆化、明显黄变、柔韧性降低和粉化等破坏现象，使涂层失去对基材的保护作用，故而聚酯粉末涂料大多被限定用于300℃以下的领域，这就大大限制了该类粉末涂料的应用范围。而耐温要求在300℃～350℃区间的耐高温粉末涂料是该类粉末涂料中需求量最多的。因此，如何改善聚酯粉末涂料的耐热性能，扩大其应用领域，具有重要的意义。专利技术内容本专利技术提供了一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，本专利技术提供的耐高温有机胺改性聚酯树脂可以用于制备耐350℃高温的粉末涂料，耐热性能较好。本专利技术提供了一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸、酯化催化剂、复配型抗氧化剂和固化促进剂；所述多元胺包括对苯二胺、间苯二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、己二胺、1,9壬二胺、乙二胺和己内酰胺的一种或几种。优选的，所述多元胺中各组份的质量份数为：优选的，所述多元醇包括新戊二醇、乙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的一种或多种；所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,6-己二酸、葵二酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐和六氢苯酐的一种或几种。优选的，所述复配型抗氧化剂由主抗氧化剂和辅助抗氧化剂组成，所述主抗氧化剂与辅助抗氧化剂的质量比为1～4:1；所述主抗氧化剂包括N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、2,6-二叔丁基对甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯中的一种或几种；所述辅助抗氧化剂包括硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三苯酯、3,5-二叔丁基-4-羟基卞基膦酸二乙酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(3,5-二叔丁基-4-羟基卞基膦酸单乙酯)钙中的一种或几种。优选的，所述多元醇、多元胺与多元酸的摩尔比为9～13:1:12～16，所述多元醇、多元胺和多元酸的总质量与复配型抗氧化剂的质量比为100:0.5～5。优选的，所述酯化催化剂包括单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基硫化锡、单丁基二羟基氯化锡、醋酸锌、三氧化二锑、乙二醇锑、钛酸四丁酯和钛酸异丙酯中的一种或几种；所述固化促进剂包括四乙基溴化铵、三苯基膦、乙基三苯基溴化膦、四丁基溴化铵和卞基三乙基氯化铵中的一种或几种；所述多元醇、多元胺和多元酸的总质量与酯化催化剂的质量比为100:0.06～0.2；所述多元醇、多元胺和多元酸的总质量与固化促进剂的质量比为100:0～0.2。优选的，所述耐高温有机胺改性聚酯树脂的酸值为30～40mgKOH/g，所述耐高温有机胺改性聚酯树脂为端羧基聚酯树脂。本专利技术还提供了上述技术方案所述耐高温有机胺改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将多元醇、多元胺、部分多元酸和酯化催化剂混合后进行酯化和酰化反应，得到预聚物；(2)将剩余的多元酸加入到上述(1)所得的预聚物中依次进行酸解和真空缩聚反应，得到酯化缩聚物；(3)将复配型抗氧化剂和固化促进剂加入上述(2)所得的酯化缩聚物中混合，得到耐高温有机胺改性聚酯树脂。优选的，所述步骤(1)中酯化和酰化反应的温度为180～265℃，酯化和酰化反应完成后，反应体系的酸值为16～22mgKOH/g；所述步骤(2)中酸解反应的温度为220～250℃，酸解反应完成后，反应体系的酸值为40～70mgKOH/g；所述步骤(2)中真空缩聚反应的温度为220～250℃，真空度为-0.09MPa～-0.1MPa；真空缩聚反应完成后，反应体系的酸值为30～40mgKOH/g；所述步骤(3)中物理混合的温度为180～220℃，时间为0.5～1.5h。本专利技术还提供了上述技术方案所述耐高温有机胺改性聚酯树脂在制备耐高温粉末涂料中的应用。有益效果：本专利技术提供了一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸、酯化催化剂、复配型抗氧化剂和固化促进剂；所述多元胺包括对苯二胺、间苯二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、己二胺、1,9壬二胺、乙二胺和己内酰胺的一种或几种。本专利技术以多元醇、多元酸、多元胺和复配型抗氧化剂为原料，通过向原料中加入多元胺，多元胺与多元酸反应，在聚酯树脂分子链中引入酰胺键，大大提高了聚酯分子链的刚性和稳定性，显著地提高了聚酯树脂的耐热性，进而使得本专利技术提供的改性聚酯树脂可以用于制备耐350℃高温的粉末涂料。多元胺结构中含有两个或多个胺基，本专利技术将多元胺添加到聚酯树脂反应体系中，多元胺可与多元酸发生酰胺化反应和缩聚反应，在聚酯树脂分子链中引入酰胺键，从而大大提高了聚酯分子链的刚性和稳定性，显著地提高了聚酯粉末涂料的耐热性；同时，由于胺基的引入，使分子链中含有N原子，其具有很强的电负性，从而也有利于提高该类聚酯粉末涂料的上粉率。实施例结果表明，由本专利技术提供的耐高温有机胺改性聚酯树脂制备得到的粉末涂料形成的涂膜在350℃条件下烘烤2h，涂层不失光、不粉化，保光率≥80％，附着力≥一级，说明本专利技术提供的有机胺改性聚酯树脂可用于制备耐350℃高温的粉末涂料。另外，本专利技术提供的有机胺改性聚酯树脂的玻璃转化温度较高，可达到约78℃。具体实施方式本专利技术提供了一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸和复配型抗氧化剂。在本专利技术中，所述多元醇优选包括新戊二醇、乙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸、酯化催化剂、复配型抗氧化剂和固化促进剂；/n所述多元胺包括对苯二胺、间苯二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、己二胺、1,9壬二胺、乙二胺和己内酰胺的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，制备耐高温有机胺改性聚酯树脂的原料包括多元醇、多元胺、多元酸、酯化催化剂、复配型抗氧化剂和固化促进剂；
所述多元胺包括对苯二胺、间苯二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、己二胺、1,9壬二胺、乙二胺和己内酰胺的一种或几种。


2.根据权利要求1所述耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，所述多元胺中各组份的质量份数为：





3.根据权利要求1所述耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇包括新戊二醇、乙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的一种或多种；
所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,6-己二酸、葵二酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐和六氢苯酐的一种或几种。


4.根据权利要求1所述耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，所述复配型抗氧化剂由主抗氧化剂和辅助抗氧化剂组成，所述主抗氧化剂与辅助抗氧化剂的质量比为1～4:1；
所述主抗氧化剂包括N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、2,6-二叔丁基对甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯中的一种或几种；
所述辅助抗氧化剂包括硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三苯酯、3,5-二叔丁基-4-羟基卞基膦酸二乙酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(3,5-二叔丁基-4-羟基卞基膦酸单乙酯)钙中的一种或几种。


5.根据权利要求1～4任一项所述耐高温有机胺改性聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇、多元胺与多元酸的摩尔比为9～13:1:12～16，所述多元醇、多元胺和多元酸的总质量与复配型抗氧化剂的质量比为100:0.5～5。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良务，李烈栋，谭熹，何林，
申请(专利权)人：衡阳山泰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43