高耐候聚酯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高耐候聚酯树脂，由多元醇组分和多元酸组分共聚而成；其中，所述多元醇组分包括至少一种C5～C

【技术实现步骤摘要】
高耐候聚酯树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料领域，涉及一种高耐候聚酯树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]预涂金属卷材是采用快速的自动化生产工艺将涂料涂布于成卷的金属薄板上，经高温固化后成膜并达到一定的物理化学性能。预涂金属卷材被广泛应用于建筑、家电和汽车制造等领域，尤其是作为建筑材料用于工业厂房、公共设施和住宅等的屋面和外墙，因为是户外使用的，所以需要有优异的户外耐候性。
[0003]现有技术中，聚酯产品因兼备良好的柔韧性和硬度，在预涂金属卷材中占有很大的比重。然而，聚酯树脂因自身结构的限制，在户外受到紫外线、高温和湿气的影响，容易生成高活性的自由基和过氧化物，继而引发连续的降解反应，严重影响其使用寿命。如何提高预涂金属卷材的耐候性，延长建筑的使用寿命是卷材行业关心的问题。
[0004]例如，公开号为US5376460A的美国专利公开了一种用于室外耐久性涂料的共聚聚酯树脂，由50摩尔％以上的脂环族酸组分组成，但是其得到的涂层硬度低、耐水解性差，这正是由于其芳香族类物质含量低导致的。
[0005]有鉴于此，本领域技术人员亟需开发一种具有适当配比的共聚体系，使得合成的聚酯树脂兼备优异的耐紫外光和耐水解稳定性，特别是具有优异的人工加速老化QUVA性能。

技术实现思路

[0006]申请人发现，将不含β氢的多元醇与芳香族二羧酸以及脂肪族多元酸共聚，可以制备出具有优异的耐紫外光和耐水解稳定性的高耐候聚酯树脂。当该高耐候聚酯树脂与用于涂料组合物的其他常规组分搭配使用时，得到的涂料组合物经固化形成的涂层具有高耐候性、优异的耐水解和耐化学品性、以及良好的加工性。
[0007]基于此，本专利技术的第一方面在于提供一种高耐候聚酯树脂，其尤其适用于制备高耐候聚酯面漆组合物，以应用于卷材建材。
[0008]一种高耐候聚酯树脂，由多元醇组分和多元酸组分共聚而成；其中，所述多元醇组分包括至少一种C5至C
10
的不含β氢的多元醇；所述多元酸组分包括至少一种芳香族二酸或其酸酐，以及至少一种C5～C
10
的脂肪族二酸；所述多元醇组分和多元酸组分分别占所述高耐候聚酯树脂的20～30重量％和30～40重量％。
[0009]进一步地，所述芳香族二酸或其酸酐占所述高耐候聚酯树脂的20～30重量％。
[0010]进一步地，所述多元醇组分包括新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇和三羟甲基丙烷；并且，新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇和三羟甲基丙烷的质量比为(2～4):(0.2～1):(1～2)。
[0011]进一步地，所述多元酸组分包括邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸；并且，邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸的质量比为(0.2～2):(3～6):(1～2)。
[0012]进一步地，所述高耐候聚酯树脂还包括至少一种C8～C
10
的饱和一元脂肪酸；所述C8～C
10
的饱和一元脂肪酸优选为异壬酸；并且，所述饱和一元脂肪酸占所述高耐候聚酯树脂的1～5重量％。
[0013]进一步地，所述高耐候聚酯树脂同时具有以下特征：
[0014](1)质量固体分的范围为55～65％；
[0015](2)羟值的范围为80～100mgKOH/g；
[0016](3)酸值≤5mgKOH/g；
[0017](4)数均分子量的范围为1500～3000；
[0018](5)玻璃化转变温度T
g
的范围为10～30℃。
[0019]进一步地，本专利技术提供了一种高耐候聚酯树脂，以重量份计，该高耐候聚酯树脂包括以下组分：
[0020][0021]本专利技术采用不含β氢的多元醇以及具有高玻璃化转变温度的芳香族多元酸制备具有优异的耐紫外光和耐水解稳定性的高耐候聚酯树脂。芳环结构赋予聚酯树脂所需的机械强度，并通过加入适量的己二酸来改善聚酯树脂的柔韧性，使得最终得到的聚酯树脂兼备高耐候性和良好的柔韧性。
[0022]进一步地，所述有机锡催化剂选自单丁基三异辛酸锡、双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡和二乙酸二丁基锡中的一种或多种组合。
[0023]进一步地，所述第一溶剂选自芳烃溶剂S
‑
100、DBE和二甲苯中的一种或多种组合。
[0024]本专利技术的第二方面在于提供一种制备该高耐候聚酯树脂的方法，包括以下步骤：
[0025]将新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、己二酸和异壬酸的混合物在有机锡催化剂的作用下聚合，待反应达到所需的酸值后加入第一溶剂稀释，得所述高耐候聚酯树脂。
[0026]进一步地，所述制备方法具体包括以下步骤：
[0027](a)在惰性气体保护下，将新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、己二酸和异壬酸的混合物加热至150～160℃，开启冷凝水循环，待混合物完全熔融后开启搅拌，加入有机锡催化剂，在150～160℃下保温1小时，然后以每小时10℃的速率升温至220～230℃，加入适量的回流溶剂二甲苯，控制冷凝管顶部蒸出物温度在95～100℃，反应至酸值≤5mgKOH/g；
[0028](b)抽真空脱出树脂中的二甲苯和小分子残留物；
[0029](c)冷却降温至80℃以下，加入第一溶剂稀释，得所述高耐候聚酯树脂。
[0030]本专利技术的第三方面在于提供一种用于卷材建材的高耐候聚酯面漆组合物，其包括如第一方面所述的高耐候聚酯树脂。
[0031]进一步地，以重量份计，所述高耐候聚酯面漆组合物包括以下组分：
[0032][0033]进一步地，所述氨基树脂选自甲醇醚化三聚氰胺树脂、丁醇醚化三聚氰胺树脂、甲醇和丁醇混合醚化三聚氰胺树脂、高亚氨基甲醇醚化三聚氰胺树脂和多羟基聚合物改性甲醇醚化三聚氰胺树脂中的一种或多种组合。
[0034]进一步地，所述受阻胺光稳定剂为2,2,6,6
‑
四甲基哌啶及其取代衍生物，优选哌啶环上的取代基团为烷基或烷氧基的低碱性类受阻胺光稳定剂。进一步地，所述受阻胺光稳定剂选自123、292和765。受阻胺光稳定剂通过捕获聚合物光氧化降解产生的自由基、分解烷基过氧化氢、以及猝灭激发态能量等多种途径阻断光氧化降解反应的持续进行。
[0035]进一步地，所述颜料为耐候性好的无机颜料。进一步地，所述颜料选自钛白粉、铁铬黑、铜铬黑、氧化铁红、氧化铬绿、钴钛绿、钴铬绿、钛铬黄、镍钛黄、钴铝蓝和钴铬铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐候聚酯树脂，由多元醇组分和多元酸组分共聚而成，其特征在于，所述多元醇组分包括至少一种C5至C
10
的不含β氢的多元醇；所述多元酸组分包括至少一种芳香族二酸或其酸酐，以及至少一种C5～C
10
的脂肪族二酸；其中，所述多元醇组分和多元酸组分分别占所述高耐候聚酯树脂的20～30重量％和30～40重量％。2.根据权利要求1所述的高耐候聚酯树脂，其特征在于，所述芳香族二酸或其酸酐占所述高耐候聚酯树脂的20～30重量％。3.根据权利要求1所述的高耐候聚酯树脂，其特征在于，所述多元醇组分包括新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇和三羟甲基丙烷；并且，新戊二醇、2
‑
乙基
‑2‑
丁基
‑
1,3
‑
丙二醇和三羟甲基丙烷的质量比为(2～4):(0.2～1):(1～2)。4.根据权利要求1所述的高耐候聚酯树脂，其特征在于，所述多元酸组分包括邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸；并且，邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸的质量比为(0.2～2):(3～6):(1～2)。5.根据权利要求1所述的高耐候聚酯树脂，其特征在于，所述高耐候聚酯树脂还包括至少一种C8～C
10
的饱和一...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雨，张雯静，谢国富，张伟东，
申请(专利权)人：日涂上海涂料研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：