用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，属于粉末涂料技术领域，季铵盐改性聚酯树脂由羧酸化合物、叔胺类化合物、共聚单体和酯化催化剂经由加热熔融状态下本体聚合而成，羧酸化合物为带有卤甲基的羧酸化合物，共聚单体包括多元酸和/或酸酐和多元醇，整个过程无溶剂参与，避免采用价格昂贵、毒性大、易挥发的溶剂，同时避免了反应完成后的过滤、洗涤、干燥、结晶等诸多复杂的后处理过程，也节省了废液处理费用，也无需严格的防爆车间，更容易达到环评要求，操作人员的人身安全也更有保障，且整个过程除酯化水再无副产物，收率高，对反应条件要求较低，无需加压，简化制备步骤，降低成本和安全风险，易于实现规模化生产。模化生产。

【技术实现步骤摘要】
用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末涂料
，具体涉及用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]粉末涂料是一种环保，经济，高效，无VOC排放的绿色涂料，从问世以来一直有着很好的发展，近几年来随着社会经济的不断发展，人们对生活环境的要求也不断提高，抗菌型粉末涂料有了其市场空间，尤其是一些公共场所，如医院，车站，学校，机场等人员流动大的地方很有必要使用抗菌型的涂料产品。季铵盐抗菌剂简介：季铵盐也是化学合成抗菌剂的一种，它的抗菌力强，广谱抗菌，方便易得，用途广泛。季铵盐与菌体接触后吸附至菌体表面，穿透细胞壁，通过渗透压的变化与有机物的分解作用扰乱细胞膜的组成，促使细胞内物质(DNA、RNA)泄漏，进而使菌体死亡。
[0003]现有的抗菌粉末涂料一般用的至外加一些抗菌剂在粉末涂料配方里来实现的，比如银离子抗菌剂，季铵盐或季膦盐类抗菌剂。这种方法制备的抗菌粉末涂料涂层的由于抗菌剂是游离状态的，所以抗菌剂容易迁移到涂层表面，久而久之抗菌效果会下降。
[0004]为了提高季铵盐抗菌剂的稳定性，研发人员采用将季铵盐抗菌基团接枝在不溶性高分子载体上以形成高分子类季铵盐，季铵盐抗菌基团集中在载体表面，浓度大，杀菌更快，效率更高，但现有技术一般采用溶液聚合法合成高分子类季铵盐，需要使用大量溶剂，从经济性和安全性角度来说都不是十分理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，设计一种无溶剂、抗菌持续时间长的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，所述季铵盐改性聚酯树脂由羧酸化合物、叔胺类化合物、共聚单体和酯化催化剂经由加热熔融状态下本体聚合而成，所述羧酸化合物为带有卤甲基的羧酸化合物，所述共聚单体包括多元酸和/或酸酐和多元醇。
[0008]作为优选，所述多元醇包括新戊二醇、乙二醇和三羟甲基丙烷的一种或几种，所述多元酸和/或酸酐包括对苯二甲酸、间苯二甲酸和偏苯三酸酐的一种或几种。
[0009]作为优选，还包括封端剂，所述封端剂包括间苯二甲酸和/或偏苯三酸酐。
[0010]作为优选，所述羧酸化合物包括3
‑
(氯甲基)苯甲酸、4
‑
(氯甲基)苯甲酸、3
‑
(溴甲基)苯甲酸、4
‑
(溴甲基)苯甲酸中的一种或几种。
[0011]作为优选，所述叔胺类化合物为十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和二十二烷二甲基叔胺中的一种或几种。
[0012]作为优选，所述酯化催化剂包括丁基锡酸和/或草酸亚锡。
[0013]作为优选，所述羧酸化合物占所述季铵盐改性聚酯树脂的摩尔分数为0.15％～0.5％，所述叔胺类化合物与所述羧酸化合物的摩尔比为1～3:1。
[0014]作为优选，所述羧酸化合物占所述季铵盐改性聚酯树脂的摩尔分数为0.3％。
[0015]作为优选，所述季铵盐改性聚酯树脂为端羟基季铵盐改性聚酯树脂，其制备包括如下步骤：
[0016]步骤S1：将多元醇和酯化催化剂加热并不断搅拌熔解后，加入多元酸和/或酸酐，在氮气保护下加热至180℃逐渐升温，期间利用蒸馏柱蒸馏出酯化水，控制蒸馏柱温度，防止酯化水以外的物料馏出，反应通式如式1所示；
[0017]式1：
[0018]OH
‑
R1‑
OH+HOOC
‑
R2‑
COOH
→
HO(R1‑
OCO
‑
R2‑
R2‑
COO)n
‑
R1‑
OH+nH2O
[0019]步骤S2：待温度升到220～250℃进行保温，待物料澄清透明，且基本无酯化水馏出；
[0020]步骤S3：降温至200℃，加入卤甲基羧酸化合物，220℃～240℃保温1～2h，然后在
‑
0.095MPa～
‑
0.1MPa下减压蒸馏1～2h，取样测酸值，当酸值在5mgKOH/g以下后，恢复常压，并降温至180℃，反应通式如式2所示；
[0021]式2：
[0022]HO
‑
(R1‑
OCO
‑
R2‑
COO)n
‑
R1‑
OH+X
‑
R4‑
COOH
→
HO
‑
(R1‑
OCO
‑
R2‑
COO)n
‑
R1‑
OCO
‑
R4
‑
X
[0023]步骤S4：加入叔胺类化合物，保温1～2h，倒出物料，测羟值在35～75mgKOH/g，即得到端羟基季铵盐改性聚酯树脂，反应通式如式3所示。
[0024]式3：
[0025][0026]作为优选，所述季铵盐改性聚酯树脂为端羧基季铵盐改性聚酯树脂，其制备包括如下步骤：
[0027]步骤S1：将多元醇和酯化催化剂加热并不断搅拌熔解后，加入多元酸和/或酸酐，在氮气保护下逐渐升温至180℃，期间利用蒸馏柱蒸馏出酯化水，控制蒸馏柱温度柱顶温度不超过102℃，防止酯化水以外的物料馏出，反应通式如式1所示；
[0028]步骤S2：待步骤S1中温度升至220℃～250℃进行保温，待物料澄清透明，且基本无酯化水馏出，降温至190℃～210℃，加入封端剂，继续升温至220℃～250℃保温2～5h，直到物料澄清透明且基本无酯化水馏出；
[0029]步骤S3：再次降温至200℃，加入羧酸化合物，240℃左右保温1～2h，然后在
‑
0.095MPa～
‑
0.1MPa下减压蒸馏1～2h，取样测酸值，酸值在35
‑
75mgKOH/g后，恢复常压，并降温至180℃，反应通式如式4所示；
[0030]式4：
[0031]HO
‑
(R1‑
OCO
‑
R2‑
COO)n
‑
R1‑
OH+HOOC
‑
R3‑
COOH+X
‑
R4‑
COOH
→
HOCO
‑
R3‑
(R1
‑
OCO
‑
R2
‑
COO)n
‑
R1
‑
COO
‑
R3‑
COOH+HOCO
‑
R3
‑
*R1
‑
OCO
‑
R2
‑
COO)n
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述季铵盐改性聚酯树脂由羧酸化合物、叔胺类化合物、共聚单体和酯化催化剂经由加热熔融状态下本体聚合而成，所述羧酸化合物为带有卤甲基的羧酸化合物，所述共聚单体包括多元酸和/或酸酐和多元醇。2.根据权利要求1所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述多元醇包括新戊二醇、乙二醇和三羟甲基丙烷的一种或几种，所述多元酸和/或酸酐包括对苯二甲酸、间苯二甲酸和偏苯三酸酐的一种或几种。3.根据权利要求2所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，还包括封端剂，所述封端剂包括间苯二甲酸和/或偏苯三酸酐。4.根据权利要求1所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述羧酸化合物包括3
‑
(氯甲基)苯甲酸、4
‑
(氯甲基)苯甲酸、3
‑
(溴甲基)苯甲酸、4
‑
(溴甲基)苯甲酸中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述叔胺类化合物为十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和二十二烷二甲基叔胺中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述酯化催化剂包括丁基锡酸和/或草酸亚锡。7.根据权利要求1所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述羧酸化合物占所述季铵盐改性聚酯树脂的摩尔分数为0.15％～0.5％，所述叔胺类化合物与所述羧酸化合物的摩尔比为1～3:1。8.根据权利要求7所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述羧酸化合物占所述季铵盐改性聚酯树脂的摩尔分数为0.3％。9.根据权利要求2所述的用于抗菌粉末涂料的季铵盐改性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述季铵盐改性聚酯树脂为端羟基季铵盐改性聚酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚海涛，贾林，孙杰风，许国徽，
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：