一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂使用包括哌嗪

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末涂料
，具体地，涉及一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法，以及在
60/40
粉末涂料中的应用
。

技术介绍

[0002]粉末涂料由于具有无溶剂挥发
、
可回收等优点，目前的应用领域越来越多
。
传统的粉末涂料基本不不带阻燃性能，而部分装饰性粉末涂料很大一部分用于室内，在保持自身美观装饰性的同时，易燃烧，存在较大的安全隐患；虽然近些年也有一些阻燃的产品，如
CN201610068148.8、CN201810327148.4、CN202110828226.0
等公开的技术方案，但是这个产品制备的粉末涂料产品均是采用溴
、
氯等元素等作为阻燃成分，不符合国家环保型无卤阻燃的要求，因为目前很多火灾现场发现卤素原子燃烧过程中会释放出大量有毒的物质，导致人员出现伤亡
。
而目前在户内装饰性涂料中，
60/40
型粉末涂料由于聚酯树脂用量较大，成本相对较低，所以使用较广
。
而外加型阻燃剂由于自身不具有力学性能，在添加量过多时，容易导致涂膜的力学性能下降，易粉化
、
水煮等性能不足，抗冲击性能也无法令人满意，如何开发出符合国家环保要求的无卤阻燃型的户内
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聚酯树脂是困扰行业的一个问题
。
[0003]针对上述问题，本专利技术公开了一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法，该聚酯树脂使用包括哌嗪
、
己二酸二甲酯
、
对苯二胺
、
三聚氰胺
、
丁二酸酐
、
二甘醇
、2
‑
硝基对苯二甲酸
、
己二酸
、
聚磷酸铵在内的原料通过聚合反应得到；最终得到的聚酯树脂的支化度高，刚性高，分子链段的氮含量极高，固化成膜后的涂层硬度高，且在不含不环保的卤素原子的情况下，氧指数可以达到
31
％以上，阻燃性能优良；而且该聚酯树脂的端羧基位阻小，活性较高，可以进行低温固化
(
例如
165℃/15min)
成膜，涂膜常规性能均达到
60/40
粉末涂料的应用要求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂使用包括哌嗪
、
己二酸二甲酯
、
对苯二胺
、
三聚氰胺
、
丁二酸酐
、
二甘醇
、2
‑
硝基对苯二甲酸
、
己二酸
、
聚磷酸铵在内的原料通过聚合反应得到
。
[0005]一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，包括以摩尔份计的如下原料：
[0006][0007]阻燃剂聚磷酸铵，添加量为哌嗪质量的2‑3％；
[0008]原料中还包括催化剂
1、
催化剂2以及抗氧剂
。
[0009]其中，催化剂1为无水碳酸钾，用量为哌嗪质量的
0.3
‑
0.5
％；催化剂2为单丁基氧化锡用量为原料总质量的
0.03
‑
0.07
％；丁二酸酐与三聚氰胺的摩尔比为
3.2
‑
3.4:1
；抗氧剂为抗氧剂
1010
，即四
[
β
‑
(3
，5‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基
)
丙酸
]季戊四醇酯，用量为原料总质量的
0.1
‑
0.3
％
。
[0010]所述的无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
[0011]A、
将配方量的
N,N
‑
二甲基甲酰胺，三聚氰胺加入反应釜1中，启动搅拌并升温至
110
‑
120℃
使其充分分散溶解，然后分批次加入配方量的丁二酸酐，待丁二酸酐全部加入后，在
110
‑
120℃
保温反应；
[0012]B、
取样检测体系的胺值，待胺值低于
5mgKOH/g
时，将物料溶液降温至室温，得到三聚氰胺接枝中间体备用；
[0013]C、
将配方量的哌嗪，对苯二胺
、
己二酸二甲酯及催化剂1加入反应釜2中，升温至
140
‑
145℃
进行保温氨解聚合反应；
[0014]D、
取样检测哌嗪的含量，待哌嗪转化率＞
95
％时，向反应釜2中加入配方量的二甘醇及催化剂2，升温至
150
‑
155℃
进行酯交换反应，待无明显的甲醇蒸出后，加入配方量的2‑
硝基对苯二甲酸进行聚合反应，逐渐升温至
170
‑
180℃
，保温反应；
[0015]E、
取样检测，待聚合物的酸值达到
15
‑
22mgKOH/g
时，将反应釜1中三聚氰胺接枝中间体溶液泵送至反应釜2中，逐渐升温至
220
‑
225℃
，然后保温进行扩链聚合反应，升温的过程中同时脱除
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂；
[0016]F、
待聚合物的酸值达到
29
‑
36mgKOH/g
时，加入配方量的抗氧化剂，启动真空系统进行真空缩聚；
[0017]G、
待聚合物的酸值达到
15
‑
20mgKOH/g
时，停止真空，加入配方量的封端剂己二酸进行封端反应，待酸值达到
48
‑
56mgKOH/g
时，停止反应，降温至
180
‑
190℃
，加入配方量的多聚磷酸铵，充分搅拌均匀后，趁热高温放料，冷却聚酯树脂，然后破碎造粒，即得所述的阻燃
型聚酯树脂
。
[0018]其中，步骤
A
中，分四次加入配方量的丁二酸酐，每次间隔
10
‑
15min
；
[0019]步骤
D
中，以
10
‑
12℃/h
的升温速率升至
170
‑
180℃
；步骤
E
中，以6‑
9℃/h
的升温速率逐渐升温至
220
‑
225℃
；步骤
F
中，真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，包括以摩尔份计的以下原料：阻燃剂聚磷酸铵，添加量为哌嗪质量的2‑3％；原料中还包括催化剂
1、
催化剂2以及抗氧剂
。2.
如权利要求1所述一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，其进一步特征在于，催化剂1为无水碳酸钾，用量为哌嗪质量的
0.3
‑
0.5
％
。3.
如权利要求1或2所述一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，其进一步特征在于，催化剂2为单丁基氧化锡，用量为原料总质量的
0.03
‑
0.07
％
。4.
如权利要求1所述一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，其进一步特征在于，丁二酸酐与三聚氰胺的摩尔比为
3.2
‑
3.4:1。5.
如权利要求1所述一种无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂，其进一步特征在于，抗氧剂为抗氧剂
1010
，用量为原料总质量的
0.1
‑
0.3
％
。6.
一种权利要求1‑5任一项所述的无卤阻燃型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、
将配方量的
N,N
‑
二甲基甲酰胺，三聚氰胺加入反应釜1中，启动搅拌并升温至
110
‑
120℃
使其充分分散溶解，然后分批次加入配方量的丁二酸酐，待丁二酸酐全部加入后，在
110
‑
120℃
保温反应；
B、
取样检测体系的胺值，待胺值低于
5mgKOH/g
时，将物料溶液降温至室温，得到三聚氰胺接枝中间体备用；
C、
将配方量的哌嗪，对苯二胺
、
己二酸二甲酯及催化剂1加入反应釜2中，升温至
140
‑
145℃
进行保温氨解聚合反应；
D、
取样检测哌嗪的含量，待哌嗪转化率＞
95
％时，向反应釜2中加入配方量的二甘醇及催化剂2，升温至
150
‑
155℃
进行酯交换反应，待无明显的甲醇蒸出后，加入配方量的2‑
硝基对苯二甲酸进行聚合反应，逐渐升温至
170
‑
180℃

【专利技术属性】
技术研发人员：余利军，余洪涛，吴云凤，
申请(专利权)人：安徽永利新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：