耐臭氧氧化及高低温性能优良的聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及粉末涂料技术领域，具体涉及一种耐臭氧氧化及高低温性能优良的粉末用聚酯树脂及其制备方法，该聚酯树脂主要使用双酚A、4,4

【技术实现步骤摘要】
耐臭氧氧化及高低温性能优良的聚酯树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于粉末涂料
，具体涉及一种耐臭氧氧化及高低温性能优良的聚酯树脂及其制备方法，以及其用于制备粉末涂料的用途。

技术介绍

[0002]与油性涂料和水性涂料不同，粉末涂料是一种不含有机溶剂的固体粉末，涂装时不以溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂覆在工件表面，经加热后形成一层具有特殊用途的涂膜的一种新型环保涂料。粉末涂料由于具有好的防护性能及装饰性能，而在目前传统的涂装行业应用较广，如高速公路的护栏、空调外机、户内金属桌椅的涂装等，随着普及面越来越广，一些特殊的化学设备也在使用粉末涂料进行涂装，如臭氧发生设备、户外抗氧化测试设备、戈壁滩上风力发电机太阳能发电的发电桩及支撑柱等，这些特殊的设备对耐氧化要求较高，而且由于风力发电常年在户外的特殊区域，除了氧化外，一年四季的高低温差异巨大，如戈壁滩上的四季温差高达80℃左右，需要一种特殊的粉末涂料能够达到耐氧化、同时具有优良的抗高低温性能。由于普通的聚酯粉末涂料所用的聚酯树脂多是采用普通的对苯二甲酸、己二酸、二甘醇、乙二醇等聚合而成，最终形成的涂膜不论是耐持久氧化，还是高低温性能方面，均存在不足，无法达到这些特殊领域的应用要求。
[0003]针对上述问题，本专利技术提供一种新型聚酯树脂体系，该聚酯树脂分子体系中含有嵌段小分子聚砜链段、1,4
‑
环己烷二甲酸等，最终用于TGIC固化体系的粉末涂料中，可以得到耐臭氧氧化及高低温性能优良的涂膜,且其它常规性能均可达到粉末涂料的应用要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种使用双酚A、4,4
’‑
二氯二苯基砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、己二酸、间苯二甲酸、新戊二醇、氯化亚砜、1,4
‑
环己烷二甲酸等作为主要原料进行聚合得到的聚酯树脂体系。首先使用双酚A、4,4
’‑
二氯二苯基砜等进行聚合获得双酚A封端的小分子聚砜，然后再聚合得到聚酯树脂。该聚酯树脂分子中含有嵌段小分子聚砜链段、1,4
‑
环己烷二甲酸等，最终用于TGIC固化体系的粉末涂料中，可以得到耐臭氧氧化及高低温性能优良的涂膜,且其固化后的涂膜外观、光泽、耐沸水煮性能较好，同时抗冲击性、耐磨性等良好，综合性能优良。
[0005]一种耐臭氧氧化及高低温性能良好的粉末用聚酯树脂，其特征在于，所述聚酯树脂主要原料的摩尔比组成如下：
[0006][0007]辅料包括氢氧化钠水溶液、催化剂、抗氧剂、盐酸。
[0008]优选的，聚合反应体系包括催化剂为单丁基氧化锡，用量为上述主要原料总摩尔量的0.08
‑
0.2％；
[0009]优选的，聚合反应体系包括抗氧剂为抗氧剂1010(四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，用量为上述主要原料总摩尔量的0.2
‑
0.5％。
[0010]优选的，所述原料还包括质量分数30
‑
40％的氢氧化钠水溶液；氢氧化钠的用量为双酚A摩尔比的2.05
‑
2.1:1；
[0011]优选的，所述原料还包括质量分数28
‑
31％盐酸水溶液；
[0012]优选的，双酚A的摩尔量为4,4
’‑
二氯二苯基砜的1.1
‑
1.2倍。
[0013]一种制备上述聚酯树脂的方法，包括以下步骤：
[0014]A、将所述配方量的己二酸加入反应器1中，然后滴加氯化亚砜搅拌，滴加完毕后进行回流反应,待体系形成透明的均相后，减压脱除过量的氯化亚砜得到己二酰氯，保存备用；
[0015]B、将配方量的氢氧化钠水溶液加入反应器2内，搅拌并分批(优选分4
‑
6批)加入双酚A进行充分反应；待双酚A全部加完后，在50
‑
60℃条件下进行保温反应；
[0016]C、取样用液相检测游离双酚A的量，待游离的双酚A低于0.5％时，停止反应，启动真空(优选真空度控制在
‑
0.097Mpa至
‑
0.099Mpa之间)，升温至80
‑
85℃并减压脱除反应体系中的水；
[0017]D、待体系中水分含量低于1％时，加入配方量的DMF和4,4
’‑
二氯二苯基砜，并混合均匀，升温至140
‑
145℃并保温反应；
[0018]E、液谱检测，游离的4,4
’‑
二氯二苯基砜含量低于1％时，停止反应，降温至室温，然后加入盐酸溶液调节PH至6
‑
6.5，充分搅拌使端基转变成酚羟基；然后进行室温抽滤，除去生成的氯化钠，得到含小分子聚砜的DMF滤液；
[0019]F、将滤液加入聚酯合成反应器3中，升温至130
‑
135℃，进行充分脱水处理(优选反应体系中的水分低于0.5％)，降温至40
‑
50℃，加入配方量的催化剂单丁基氧化锡，搅拌均匀后，滴加反应器1生成的己二酰氯，滴加完毕后继续进行保温扩链反应；
[0020]G、取样测试羟值，待羟值低于2mgKOH/g时，加入配方量的间苯二甲酸及新戊二醇，逐渐升温至210
‑
220℃进行保温聚合反应(优选以15
‑
18℃/h的升温速率)，升温过程中同时脱除DMF溶剂；
[0021]H、待酸值降低至10mgKOH/g时，加入配方量的1,4
‑
环己烷二甲酸进行封端反应，并逐渐升温至230
±
5℃(优选5
‑
7℃/h的升温速度)，并保温反应；
[0022]I、待聚合物的酸值达到30
‑
37mgKOH/g时，加入配方量的抗氧剂1010，混合均匀后，降温、出料、并冷却聚酯树脂，然后破碎造粒，即可得到所述的聚酯树脂。
[0023]上述最终得到的聚酯树脂为浅黄色透明颗粒，酸值30
‑
37mgKOH/g，软化点：120
‑
130℃。
[0024]本专利技术还涉及上述聚酯树脂用于TGIC固化聚酯粉末涂料的用途。
[0025]本专利技术上述方案具有如下的技术效果：本专利技术产品通过各组分协同，尤其是特殊的小分子聚砜链段(使用双酚A、4,4
’‑
二氯二苯基砜进行聚合获得双酚A封端的小分子聚砜)引入，得到的聚酯树脂与TGIC固化后的涂膜外观、光泽、耐沸水煮性能较好，而普通抗冲击性，尤其是耐低温抗冲击性能优良，
‑
40℃/4h后涂膜的抗冲击性能仍可以顺利通过，而且涂膜在长时间高温条件下如180℃/128h内涂膜几乎无变化，持久耐高温性能优良，同时耐磨性可以达到4.21L/μm左右，表现也较好，综合性能优良。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯树脂，其使用包括双酚A、4,4
’‑
二氯二苯基砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、己二酸、间苯二甲酸、新戊二醇、氯化亚砜、1,4
‑
环己烷二甲酸作为主要原料进行反应得到。2.如权利要求1所述聚酯树脂，其特征在于，所述聚酯树脂主要原料包括：辅料包括氢氧化钠水溶液、催化剂、抗氧剂、盐酸。3.如权利要求2所述聚酯树脂，其特征在于，所述双酚A的摩尔量为4,4
’‑
二氯二苯基砜的1.1
‑
1.2倍。4.如权利要求2所述聚酯树脂，其特征在于，所述原料为质量分数30
‑
40％的氢氧化钠水溶液；氢氧化钠的用量与双酚A摩尔比为2.05
‑
2.1:1。5.如权利要求2所述聚酯树脂，其特征在于，所述催化剂为单丁基氧化锡，用量为对应原料总摩尔量的0.08
‑
0.2％。6.如权利要求2所述聚酯树脂，其特征在于，所述抗氧剂用量为对应原料总摩尔量的0.2
‑
0.5％。7.一种制备权利要求1
‑
6所述的聚酯树脂的方法，包括以下步骤：A、将所述配方量的己二酸加入反应器1中，然后滴加氯化亚砜搅拌，滴加完毕后进行回流反应,待体系形成透明的均相后，减压脱除过量的氯化亚砜得到己二酰氯，保存备用；B、将配方量的氢氧化钠水溶液加入反应器2内，搅拌并分批加入双酚A充分反应；待双酚A全部加完后，在50
‑
60℃条件下进行保温反应；C、取样用液相检测游离双酚A的量，待游离的双酚A低于0.5％时，停止反应，启动真空，升温至80
‑
85℃并减压脱除反应体系中的水；D、待体系中水分含量低于1％时，加入配方量的DMF和4,4
’‑
二氯二苯基砜，并混合均匀，升温至...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明智，礼祥，程孝锋，程寿洪，邵建龙，
申请(专利权)人：安徽智成实业有限公司，
类型：发明
国别省市：