改性聚酯树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种改性聚酯树脂及其制备方法和应用。该改性聚酯树脂的制备原料包括：聚酯树脂、丙烯酸单体、引发剂、中和剂、稀释剂和水；其中，聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以多元酸的总质量为基准，碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基。通过调节碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量，以调控改性聚酯中长短侧基的比例，从而调节聚酯树脂的亲疏水性，提高其在水性涂料中的分散性，进而提高颜料在涂料中的分散效率，改善涂料的储存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
改性聚酯树脂及其制备方法与应用
本专利技术涉及涂料
，特别是涉及一种改性聚酯树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
在涂料领域中，颜料只有均匀稳定地分散在涂料中，涂料才能形成颜色均匀、尺寸稳定、表面光洁、性能优异的涂膜。然而，在水性涂料中，分散介质水具有表面张力高、极性大等特点，与颜料的分散树脂相容性较差，不利于颜料的润湿、分散。因此，与溶剂型涂料相比，水性涂料中的颜料粒子更容易出现团聚、絮凝等现象，从而导致水性涂料产品的储存稳定性较差、保质期较短。在实际应用中，水性色浆或水性涂料储存易出现返粗、浮色、沉底等现象，不仅会影响涂膜外观和性能，更甚者会进一步凝胶化导致变质报废。水性聚酯因其安全可靠、相容性好等优点而逐渐成为发展水性树脂的重要方向，然而聚酯树脂分子链上含有大量酯键，在水分散体系中容易水解断开，导致水性聚酯树脂涂料的存储稳定性下降，且由于水性涂料呈弱碱性，酯基水解生成的羧酸与水性涂料中的胺类pH值调节剂反应，更加促进了水解反应的进行，从而导致聚酯涂料固化后涂层的耐水、耐光、耐老化和耐腐蚀等性能下降。且，聚酯树脂的水解会导致聚酯树脂的分子量降低、涂料的pH值降低，从而导致聚酯树脂对颜填料的分散能力下降，出现涂料分层、浮水、颜料沉底甚至变质报废、堵塞涂料循环管道等不良现象。因此，如何提供一种具有优异的储存稳定性的改性聚酯树脂具有重大意义。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种具有优异的储存稳定性改性聚酯树脂及其制备方法与应用。本专利技术的一个方面，提供了一种改性聚酯树脂，该改性聚酯树脂的制备原料包括：聚酯树脂、丙烯酸单体、引发剂、中和剂、稀释剂和水；其中，所述聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；所述多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以所述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；所述多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基。在其中一些实施例中，所述多元酸还包括己二酸、辛二酸、壬二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸和二元酸酐的至少一种。在其中一些实施例中，所述多元醇还包括新戊二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和1,6-己二醇中的至少一种。在其中一些实施例中，以上述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为7％～25％。在其中一些实施例中，按重量百分比计，所述改性聚酯树脂的制备原料包括：38％～48％聚酯树脂，3％～15％丙烯酸单体，0.2％～0.5％引发剂，1％～3％中和剂，3％～9％稀释剂和45％～55％水。在其中一些实施例中，所述改性聚酯树脂的酸值为25mgKOH/g～35mgKOH/g，数均分子量为1500～3700，pH值为7.0～9.0，粘度为10cp～1500cp，固含量为35wt％～45wt％。在其中一些实施例中，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸磷酸酯和苯乙烯中的至少一种。在其中一些实施例中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧-2-乙基己酸叔丁酯中的至少一种。在其中一些实施例中，所述中和剂选自氨水、三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基苯胺、二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺中的至少一种。本专利技术另一方面提供了一种改性聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：将多元醇与多元酸进行缩聚反应，制得聚酯树脂；其中，所述聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；所述多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以所述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；所述多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基；将所述聚酯树脂用稀释剂稀释后，与丙烯酸酯单体在引发剂的作用下进行接枝反应，然后加入中和剂进行中和反应，再加水进行乳化，制得改性聚酯树脂。在其中一些实施例中，所述缩聚反应的反应条件为：于200℃～250℃下反应4h～6h；和/或所述接枝反应的反应条件为：于120℃～140℃下反应1h～2.5h；和/或所述中和反应的反应条件为：于70℃～90℃下反应0.5h～1h。本专利技术还提供了上述任一种改性聚酯树脂或上述任一种制备方法制得的改性聚酯树脂在制备涂料中的应用。本专利技术进一步提供了一种涂料，包括上述任一种改性聚酯树脂或上述任一种制备方法制得的改性聚酯树脂。在其中一些实施例中，所述涂料为水性涂料，所述水性涂料的pH值为8.3～8.7，粘度为1500mPa·s～2500mPa·s。进一步地，本专利技术还提供了一种涂膜制品，所述涂膜制品含有上述的涂料形成的涂膜。有益效果1、本专利技术的改性聚酯树脂的制备原料包括：丙烯酸单体、引发剂、中和剂、稀释剂、水和聚酯树脂作为原料；其中，聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以多元酸的总质量为基准，碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基。一方面，通过碳原子数为30～60的脂肪二聚酸在聚酯中引入长链侧基，可以显著调节树脂亲疏水性的作用；通过含有碳原子数为1～4的侧基的多元醇在聚酯中引入短侧基，主要具有保护酯基的作用。进一步地，通过调节碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量，以调控改性聚酯中长短侧基的比例，从而调节聚酯树脂的亲疏水性，提高其在水性涂料中的分散性，进而提高颜料在涂料中的分散效率，改善涂料的储存稳定性。另一方面，通过碳原子数为30～60的脂肪二聚酸在聚酯中引入长链侧基，通过含有碳原子数为1～4的支链的多元醇在聚酯中引入短链侧基，含有长链侧基和短侧基的聚酯链段与涂料的主体树脂具有较好的相容性，其侧基链段的伸展为颜料粒子之间提供空间屏障，从而避免了水性涂料的分散体系中出现颜料团聚、絮凝等不良现象。同时，富含羧酸离子的丙烯酸酯链段形成锚定结构，通过氢键、离子键、物理吸附等作用与颜料具有良好的吸附作用，从而促进了颜料在涂料中的分散性，进而提高涂料的储存稳定性。2、本专利技术的丙烯酸酯改性聚酯乳液的制备方法中，引入碳原子数为30～60的脂肪二聚酸和含有碳原子数为1～4的支链的多元醇，合成带有长链侧基和短侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚酯树脂，其特征在于，所述改性聚酯树脂的制备原料包括：聚酯树脂、丙烯酸单体、引发剂、中和剂、稀释剂和水；/n其中，所述聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；所述多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以所述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；所述多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酯树脂，其特征在于，所述改性聚酯树脂的制备原料包括：聚酯树脂、丙烯酸单体、引发剂、中和剂、稀释剂和水；
其中，所述聚酯树脂主要由多元醇和多元酸制得；所述多元酸包含有至少两种，其中至少有一种选自碳原子数为30～60的脂肪二聚酸，以所述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为5％～35％；所述多元醇包含有至少两种，其中至少有一种含有碳原子数为1～4的侧基。


2.根据权利要求1所述的改性聚酯树脂，其特征在于，所述多元酸还包括己二酸、辛二酸、壬二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸和二元酸酐的至少一种。


3.根据权利要求1所述的改性聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇还包括新戊二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和1,6-己二醇中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的改性聚酯树脂，其特征在于，以所述多元酸的总质量为基准，所述碳原子数为30～60的脂肪二聚酸的质量百分数为7％～27％。


5.根据权利要求1～4任一项所述的改性聚酯树脂，其特征在于，按重量百分比计，所述改性聚酯树脂的制备原料包括：38％～48％聚酯树脂，3％～15％丙烯酸单体，0.2％～0.5％引发剂，1％～3％中和剂，3％～9％稀释剂和45％～55％水。


6.根据权利要求1～4任一项所述的改性聚酯树脂，其特征在于，所述改性聚酯树脂的酸值为25mgKOH/g～35mgKOH/g，数均分子量为1500～3700，pH值为7.0～9.0，粘度为10cp～1500cp，固含量为35wt％～45wt％。


7.根据权利要求1～4任一项所述的改性聚酯树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建康，杨鹏飞，张杰，胡启明，黄鹂，董军胜，
申请(专利权)人：湖南湘江关西涂料长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43