一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂及其制备方法。公开了一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：倍半硅氧烷：20.0‑55.0％、多元醇：25.0％～40.0％、多元酸：25.0％～50.0％、酸解剂：4.0％～18.0％、催化剂：0.03％～0.12％、固化促进剂：0.01％～0.4％；所述倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的酸值为30.0～36.0mgKOH/g，羟值为12.0～22.0mgKOH/g，玻璃化温度为66.0～76.0℃，旋转黏度为8000～18000mPa·s/200℃，数均分子量为8000～18000。本发明专利技术的提供的耐高温粉末涂料用倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂兼具无机、有机化合物的双重性能，具备消光性能好、耐高温性能好、耐有机溶剂性能好、机械性能好、附着力好的技术特点。

【技术实现步骤摘要】
一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及聚酯树脂领域，尤其涉及一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，本专利技术还涉及该聚酯树脂的制备方法。
技术介绍
粉末涂料由聚酯树脂，固化剂，颜填料，助剂组成，其中聚酯树脂占粉末涂料50％以上，因此聚酯树脂的性能最大程度上决定粉末涂料的性能，市售粉末涂料的成膜物质为碳杂链化合物，具备良好的机械性能、耐化学试剂及黏结性，但耐高温性能差。倍半硅氧烷为硅杂链化合物，热稳定性好，倍半硅氧烷的侧基主要为氢键、甲基和苯基，氢键无极性，分子间相互作用力弱，分子链堆砌密度小，具备良好的透光率；甲基定向排列对高能量的聚硅氧烷主链形成屏蔽，具备良好的憎水性、电绝缘性与耐磨性；苯基对聚硅氧烷主链形成较大空间位阻，具备良好的热稳定性、有机相容性；但是，硅原子体积大，易于极化，3d轨道可供加成，Si-O-Si易发生异裂，耐化学试剂性能差。近年来，随着粉末涂料应用领域的扩展，粉末涂料体系耐高温性能差的缺陷逐渐凸显。粉末涂料从业人员采用倍半硅氧烷与聚酯树脂物理混合的方法，提高粉末涂料的耐高温性能，该技术手段具备工艺简单的特点，可以小幅度提高粉末涂料的耐高温性能；该技术缺陷是聚酯树脂与倍半硅氧烷的溶解度参数差异大，相容性差，储存稳定性存在缺陷。关于耐高温粉末涂料用聚酯树脂也有相关文献报道：中国专利CN103739831B公开了一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂的制备及耐高温粉末涂料，该专利技术采用羟乙基化双酚A改性聚酯树脂，粉末涂料的涂膜在300℃下焙烧l小时或270℃焙烧6小时，涂膜的保光性达50％以上，冲击漆膜不出现开裂掉落；中国专利CN105418901A公开了低TGIC用量的粉末涂料用耐高温聚酯树脂及其制备方法，该专利提供的耐高温聚酯树脂采用三羟甲基丙烷提高分子量和支化度，可以推测该聚酯树脂具备良好的耐高温性；中国专利CN106244000A公开了耐高温粉末涂料用聚酯及其制备方法，该专利技术采用硅中间体溶液改性聚酯树脂，提供的耐高温粉末涂料用聚酯树脂在300℃烘烤1小时和3小时附着力和光泽度均无明显改变。本专利技术优化了倍半硅氧烷结构，提高倍半硅氧烷与聚酯多元醇、多元酸的相容性，进一步提高了倍半硅氧烷的接枝率，合成的聚酯树脂具有有机-无机杂化结构，耐高温性能达到350℃；同时，本专利技术提供的聚酯树脂具备羟基和羧基两种活性官能团，搭配固化剂使用，具备优异的一次挤出消光效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，本专利提供的聚酯树脂具有消光性能好、耐高温性能好的特点。本专利技术的另一目的是提供一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的制备方法。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案来实现：一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：倍半硅氧烷：20.0-55.0％、多元醇：25.0％～40.0％、多元酸：25.0％～50.0％、酸解剂：4.0％～18.0％、催化剂：0.03％～0.12％、固化促进剂：0.01％～0.4％；所述倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的酸值为30.0～36.0mgKOH/g，羟值为12.0～22.0mgKOH/g，玻璃化温度为66.0～76.0℃，旋转黏度为8000～18000mPa·s/200℃，数均分子量为8000～18000。本专利技术通过调整倍半硅氧烷的苯基甲基比、取代度，提高了本体聚合中倍半硅氧烷的接枝率；通过使用倍半硅氧烷改性聚酯树脂，使得本专利技术提供的耐高温粉末涂料用倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂兼具无机、有机化合物的双重性能，具备消光性能好、耐高温性能好、耐有机溶剂性能好、机械性能好、附着力好的技术特点。本专利技术提供的上述重量份的原料经熔融缩聚反应得到的倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂同时具备羟基和羧基两种官能团，羟值12.0～22.0mgKOH/g，羟基与封闭型的异氰酸酯在180℃开始反应；酸值30.0～36.0mgKOH/g，羧基与异氰尿酸三缩水甘油酯在160℃开始反应；由于羟基与羧基的活化能不同，所述倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的酸值为30.0～36.0mgKOH/g，羟值为12.0～22.0mgKOH/g，玻璃化温度为66.0～76.0℃，旋转黏度为8000～18000mPa·s/200℃，数均分子量为8000～18000，实现一次挤出消光性能，且综合性能优异。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述倍半硅氧烷的官能团为硅烷醇，硅烷醇含量1.0～9.0％；所述倍半硅氧烷的苯基甲基比为0.4～2.6，取代度1.4～2.0；所述倍半硅氧烷的由以下重量份的原料经缩聚反应得到：氯硅烷：25.0～60.0％、去离子水：5.0～30.0％、溶剂：35.0～65.0％；本专利技术提供的倍半硅氧烷具备合适的甲基苯基比、取代度，提高了与多元酸、多元醇的相容性，进一步提高了接枝率；本专利技术提供的倍半硅氧烷具备合适的硅烷醇，改善了倍半硅氧烷在本体聚合中的聚凝胶现象。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述溶剂为甲苯和丙酮的混合物。两组分之间可为任意重量比例。甲苯、丙酮用于配置氯硅烷溶液。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述的去离子水的电阻率＞1.0欧姆·米。去离子水用于氯硅烷水解反应，去离子水的电阻率＞1.0欧姆·米能更好地适用于氯硅烷水解反应。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述氯硅烷为二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和二苯基二氯硅烷中的至少2种的混合物；各组分之间可为任意重量比例。其中，二甲基二氯硅烷中甲基含量高，具备良好的热氧稳定性；苯基三氯硅烷具备3个官能团，调整倍半硅氧烷的取代度；二苯基二氯硅烷中苯基含量高，提高倍半硅氧烷与多元酸、多元醇的相容性，进一步提高了接枝率。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述倍半硅氧烷为T8笼形结构倍半硅氧烷、T10笼形结构倍半硅氧烷、T12笼形结构倍半硅氧烷和聚苯基倍半硅氧烷中的任意一种或多种混合物；各组分之间可为任意重量比例。低聚笼型结构的倍半硅氧烷、聚苯基倍半硅氧烷由Si-O交替连接的硅氧骨架组成，能有效抑制聚合物分子链运动,赋予倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂良好的耐高温性能、力学性能。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述多元酸包括均4-甲基-4-环己烯-1,2-二甲酸酐、均苯四甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,2,4-环己烷三甲酸酐以及1,2,4-苯三甲酸酐中的一种或多种混合物；各组分之间为任意重量比例。4-甲基-4-环己烯-1,2-二甲酸酐具有1个酸酐，降低倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂合成温度、调节聚酯树脂的端羧基；均苯四甲酸具备4个官能团，提高倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的交联密度，抑制分子链运动，提高耐高温性能；对苯二甲酸具有苯环对位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，其特征在于：由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：/n倍半硅氧烷：20.0～55.0％、/n多元醇：25.0％～40.0％、/n多元酸：25.0％～50.0％、/n酸解剂：4.0％～18.0％、/n催化剂：0.03％～0.12％、/n固化促进剂：0.01％～0.4％；/n所述倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的酸值为30.0～36.0mgKOH/g，羟值为12.0～22.0mgKOH/g，玻璃化温度为66.0～76.0℃，旋转黏度为8000～18000mPa·s/200℃，数均分子量为8000～18000。/n

【技术特征摘要】
1.一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，其特征在于：由以下重量份的原料经熔融缩聚反应得到：
倍半硅氧烷：20.0～55.0％、
多元醇：25.0％～40.0％、
多元酸：25.0％～50.0％、
酸解剂：4.0％～18.0％、
催化剂：0.03％～0.12％、
固化促进剂：0.01％～0.4％；
所述倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂的酸值为30.0～36.0mgKOH/g，羟值为12.0～22.0mgKOH/g，玻璃化温度为66.0～76.0℃，旋转黏度为8000～18000mPa·s/200℃，数均分子量为8000～18000。


2.根据权利要求1所述的一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，其特征在于：所述倍半硅氧烷的官能团为硅烷醇，硅烷醇含量1.0～9.0％；所述倍半硅氧烷的苯基甲基比为0.4～2.6，取代度1.4～2.0；所述倍半硅氧烷的由以下重量份的原料经缩聚反应得到：
氯硅烷：25.0～60.0％、
去离子水：5.0～15.0％、
溶剂：35.0～65.0％；
所述氯硅烷为二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷和二苯基二氯硅烷中的至少2种的混合物；
所述的去离子水的电阻率＞1.0欧姆·米；
所述溶剂为甲苯和丙酮的混合物。


3.根据权利要求1所述的一种倍半硅氧烷改性双官能团聚酯树脂，其特征在于：所述倍半硅氧烷为T8笼形结构倍半硅氧烷、T10笼形结构倍半硅氧烷、T12笼形结构倍半硅氧烷和聚苯基倍半硅氧烷中的任意一种或多种混合物；
所述多元酸为4-甲基-4-环己烯-1,2-二甲酸酐、均苯四甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,2,4-环己烷三甲酸酐和1,2,4-苯三甲酸酐中的任意一种或多种混合物；
所述催化剂为钛酸四丁酯和单丁基氧化锡的混合物；
所述多元醇为1,3,5,7-四羟基金刚烷、1，4-环已烷二甲醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷中的任意一种或多种混合物；
所述酸解剂为4-甲基-4-环己烯-1,2-二甲酸酐、间苯二甲酸和1,2,4-苯三甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤明麟，童徐圆，邱锋利，应明友，刘义，邵盛君，储坚刚，徐忠根，
申请(专利权)人：浙江传化天松新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33