高硬度、高稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂及制备方法技术

本发明专利技术属于聚酯树脂的制备技术领域，具体涉及一种高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂及其制备方法。本发明专利技术所提供的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述的聚酯树脂的主要原料是：对苯二甲酸、2,2'‑联苯二甲酸、2,3‑二羟基丁二酸、新戊二醇、2‑甲基‑2,4‑戊二醇、三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯、3‑甲基邻苯二甲酸酐。本发明专利技术既保证了聚酯树脂产品的如抗冲击、涂膜表观、抗结块、硬度及光泽等性能，并且还避免了储存期粉末涂料发生交联而影响后续喷涂使用及涂膜品质，可以长时间在45℃的环境中储存而不影响后续使用，具有优良的高储存稳定性。

Polyester resin with high hardness and high stability for 60 / 40 mixed powder and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
高硬度、高稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂及制备方法
本专利技术属于聚酯树脂的制备
，具体涉及一种高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，还涉及上述聚酯树脂的制备方法。
技术介绍
普通的60/40聚酯树脂，一般较多地使用柔性的单体如二甘醇、己二酸等搭配新戊二醇、对苯二甲酸进行聚合反应得到，链段的官能度低，聚酯链段较软，产品的玻璃化温度和软化点均较低，玻璃化温度一般在42-53℃，软化点一般在95-110℃，为了与E-12环氧树脂实现充分固化，一般使用高活性的偏苯三酸酐对聚酯链段进行封端，得到聚酯端基为三官能度以上的聚酯树脂；但是由于普通的60/40聚酯树脂链段软，玻璃化温度及软化点较低，且端羧基活性高，导致其制备的混合型60/40粉末涂料的涂膜硬度低，涂层容受损，而且粉末涂料对运输条件、储存环境及保质期有严格的要求，而且制备且运输及储存环境温度要低于30℃，保质期可以达到4个月左右。如果运输或储存温度高于30℃，则保质期会急剧下降，在夏天高温长途运输期间经常会出现聚酯树脂结块现象，导致下游客户无法使用。同时，由于下游喷涂厂为了使用方便，部分成品粉末涂料就近储存在喷涂及烘房相关区域，环境温度一般在45℃左右，28天后粉末涂料就大面积结块、树脂固化失活等原因导致无法使用，这也导致下游应用客户由于混合型60/40粉末涂料储存稳定性差的问题极易出现结块、流平明显变差甚至无法固化的情况，无法达到涂膜的应用要求。关于解决在常温储存的过程中粉末团聚的现象，CN109054003A披露过下述的方案：聚酯树脂由以下质量百分数的原料制备得到：30～46％多元醇、0.5～6％环丁二醇、45～65％多元酸、1～10％芳香族酸解剂、0.5～3％脂肪族酸解剂、0.05～0.25％酯化催化剂、0.01～0.2％固化促进剂、0.2～1.2％抗氧剂，该方案由于使用的封端剂如丁二酸、十二烷二酸等高活性的线性二元酸进行封端，而且使用了一定量的固化促进剂，导致固化活性高，该聚酯只是适合用于户外TGIC型粉末涂料，不适用于60/40混合型粉末涂料体系，可以达到短期内提升室温条件下储存稳定性的作用，温度高于40℃、长时间如28天仍会出现较大量的结块现象。CN104788653A公开了一种储存稳定的高酸值饱和聚酯树脂，按重量份计包括：对苯二甲酸二甲酯100重量份；新戊二醇0～30重量份；乙二醇20～50重量份；醋酸锌5～15重量份；偏苯三酸酐40～70重量份；对苯二甲酸20～45重量份；苯酐8～15重量份；亚磷酸三苯基酯35～55重量份；葵二酸10～20重量份；己二酸4～12重量份。还公开了该种储存稳定的高酸值饱和聚酯树脂的制备方法。通过以上方法得到的聚酯树脂具有良好储存稳定性，玻璃化温度高，耐化学性能好，流平性能优异，具有高酸值的特性，特别适用于户外粉末涂料。该聚酯树脂用于户外型粉末涂料，产品的链段较软，端基羧基由于是己二酸及葵二酸，羧基活性高，短期内稳定性较好，40℃保持7天几乎无明显变化，但是28天仍出现明显结团现象。上述的这两个专利申请所获得的产品相对于普通市售产品来说，储存稳定性有一定的提升，但是无法达到要求较高的领域如45℃/10周不结块，并能达到高硬度和耐储存性能兼具的特点，并且上述的专利申请所涉及的并非是60/40混合型粉末用聚酯树脂，关于60/40混合型粉末用聚酯树脂兼具有高硬度和耐储存性能优良方面的文献，鲜有披露。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种抗冲击、涂膜表观、抗结块及光泽等性能佳，并且还能避免储存期粉末涂料发生交联而影响后续喷涂使用及涂膜品质的、能长时间在45℃的环境中储存的聚酯树脂。本专利技术所提供的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其主要原料是：对苯二甲酸、2,2'-联苯二甲酸、2,3-二羟基丁二酸、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、3-甲基邻苯二甲酸酐。上述聚酯树脂的主要原料摩尔份数如下：对苯二甲酸10～23；2,2'-联苯二甲酸5～12；2,3-二羟基丁二酸4～9；新戊二醇15～30；2-甲基-2,4-戊二醇7～15；三(2-羟乙基)异氰尿酸酯6～12；3-甲基邻苯二甲酸酐8～17。作为本专利技术的一种改进，上述的聚酯树脂的原料还包括催化剂，单丁基氧化锡用量为原料总摩尔量的0.05～0.15％。上述的聚酯树脂的原料还包括抗氧剂，抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，用量为原料总摩尔量的0.1～0.2％。所获得的聚酯树脂外观：无色透明颗粒；酸值为45～50mgKOH/g，玻璃化温度：62～67℃；软化点120～128℃。上述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂的制备方法，包括以下的步骤：(1)将新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇加入到反应釜内，混合均匀并加热熔融；(2)向反应釜中加入对苯二甲酸、2,3-二羟基丁二酸，同时加入单丁基氧化锡作为催化剂，在氮气保护下逐步升温反应，然后保温反应，待出水不明显时，加入2,2'-联苯二甲酸，然后继续升温，保温反应，待无明显馏出物时，加入配方量的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯继续进行反应，缓慢升温，继续反应，停止反应；(3)加入抗氧化剂，在真空条件下进行扩链反应，停止拉真空；(4)降温，加入羧基封端剂3-甲基邻苯二甲酸酐，并缓慢升温进行聚合封端反应，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，获得高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂。(1)在135～145℃下加热熔融；优选的，(1)在135～145℃下加热熔融。优选的，(2)在氮气保护下逐步升温反应至185～195℃；优选的，(2)升温速度控制在12～18℃/h；优选的，升温速度控制在15℃/h；优选的，(2)在氮气保护下逐步升温反应，然后保温反应2～4h；优选的，(2)加入2,2'-联苯二甲酸，然后以8～12℃/h继续升温；优选的，(2)加入2,2'-联苯二甲酸，升温，继续升温至210～230℃；优选的，(2)加入2,2'-联苯二甲酸，保温反应1～3h；优选的，(2)加入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯继续进行反应，以6～12℃/h缓慢升温；优选的，(2)加入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯继续进行反应，升温至240℃；优选的，(2)继续反应至聚酯树脂的酸值小于35mgKOH/g为止。优选的，(3)加入原料总摩尔量的0.1～0.2％的抗氧化剂；优选的，(3)保持50mmHg的真空度1～3h，进行扩链反应；优选的，(3)扩链反应至酸值降低至8～12mgKOH/g时停止拉真空。优选的，(4)降温至210～230℃时，加入羧基封端剂3-甲基邻苯二甲酸酐；优选的，(4)缓慢升温至220～240℃；优选的，(4)缓慢升温后进行聚合封端反应2～4h；优选的，(4)待反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述的聚酯树脂的主要原料是：对苯二甲酸、2,2'-联苯二甲酸、2,3-二羟基丁二酸、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、3-甲基邻苯二甲酸酐。/n

【技术特征摘要】
1.高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述的聚酯树脂的主要原料是：对苯二甲酸、2,2'-联苯二甲酸、2,3-二羟基丁二酸、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、3-甲基邻苯二甲酸酐。


2.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述聚酯树脂的主要原料摩尔份数如下：
对苯二甲酸10～23；2,2'-联苯二甲酸5～12；2,3-二羟基丁二酸4～9；新戊二醇15～30；2-甲基-2,4-戊二醇7～15；三(2-羟乙基)异氰尿酸酯6～12；3-甲基邻苯二甲酸酐8～17。


3.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述的聚酯树脂的原料还包括催化剂单丁基氧化锡，其用量为原料总摩尔量的0.05～0.15％。


4.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述的聚酯树脂的原料还包括抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，其用量为原料总摩尔量的0.1～0.2％；
优选的，所述的聚酯树脂的酸值为45～50mgKOH/g，玻璃化温度：62～67℃，软化点120～128℃。


5.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇加入到反应釜内，混合均匀并加热熔融；
(2)向反应釜中加入对苯二甲酸、2,3-二羟基丁二酸，同时加入单丁基氧化锡作为催化剂，在氮气保护下逐步升温反应，然后保温反应，待出水不明显时，加入2,2'-联苯二甲酸，然后继续升温，保温反应，待无明显馏出物时，加入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯继续进行反应，缓慢升温，继续反应，停止反应；
(3)加入抗氧化剂，在真空条件下进行扩链反应，停止拉真空；
(4)降温，加入羧基封端剂3-甲基邻苯二甲酸酐，并缓慢升温进行聚合封端反应，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，获得高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂。


6.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂的制备方法，其特征在于，(1)在135～145℃下加热熔融；
优选的，(1)在140℃下加热熔融。


7.如权利要求1所述的高硬度、高储存稳定性60/40混合型粉末用聚酯树脂的制备方法，其特征在于，(2)在氮气保护下逐步升温反应至185～195℃；
优选的，(2)在氮气保护下逐步升温反应至190℃；
优选的，(2)在氮气保护下升温速率控制在12～18℃/h；优选的，在氮气保护下升温速率控制在15℃/h；
优选的，(2)在氮气保护下逐步升温反应，然后保温反应2～4h；
优选的，(2)加入2,2'-联苯二甲酸后以8～12℃/h的速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，方志和，胡红飞，
申请(专利权)人：黄山市源润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34