一种β－羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种β－羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，由包括以下重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得到：多元醇２５～４５％、芳香多元酸４０～５５％、脂肪多元酸０～８％、支化剂０～５％、酸解剂５～１５％、酯化催化剂０．０１～０．１５％。本发明专利技术还公开了该β－羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法。本发明专利技术制备的聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度、软化点、合适的熔融粘度和储存稳定性，由该聚酯树脂制得的粉末涂料具有优异的流平性能、机械性能和良好的抗厚膜针孔等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚酯树脂及其制备方法，尤其涉及了一种β-羟烷基酰胺低温 固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法。
技术介绍
粉末涂料以其经济、环保、高效和性能卓越等优点，正逐渐替代有机溶剂型涂 料，成为涂料行业中的重要发展方向，一直保持着较快的增长速度。粉末涂料金属建 筑材料也以其优异的耐久性、装饰性和加工成形性等特点，广泛应用于建筑物的各个方 面。尽管粉末涂料的优点突出，但相对于液体涂料而言，通常热固性粉末涂料流平和固 化温度较高(180°C 200°C )，固化时间较长(10 30min)。这样使得粉末涂料只能用 于耐热的金属底材上，不适用于木质、纸质、塑料等热敏型底材。但是随着粉末涂料应 用领域的拓展，传统的固化条件已不适应新的发展要求，同时较高的固化温度和较长的 固化时间也消耗了大量的热能。目前，通常都是通过降低烘烤温度来降低能耗，烘烤温 度每降低10°C，可节能10%左右，但是烘烤时间就会相对延长。而从节能降耗考虑，烘 烤时间过长，直接导致生产周期变长，既浪费能源，又耗费时间，劳动生产率得不到有 效提高。因此低温固化粉末涂料便成为涂装行业的一个有效降低能耗方向。低温固化粉末涂料的应用方面主要有如下几种情况(1)应用于耐热性差的材料的涂装，例如弹簧、铝镁合金、木质材料等，由于其 热变形温度低，宜采用低温固化粉末涂料。(2)节省能源，低温固化粉末涂料因其烘烤温度较低，从而可以削减烘烤炉的运 转费用，达到节省能源的目的。(3)尽量利用原来使用溶剂型烘烤涂料的生产流水线，烘烤温度一般为160°C左 右。若改用一般的粉末涂料，烘烤温度必须控制在180°C左右。因此，为了适应利用原 有的溶剂型涂装生产流水线，必须采用低温烘烤粉末涂料。这样，不仅可以节省能源， 而且可以实施向无污染的粉末涂料转变。目前，文献报到了不少多元醇和多元酸在有机锡催化剂的条件下直接聚合成低 温固化聚酯树脂的方法，但是专门针对羟烷基酰胺低温固化聚酯树脂专利报道不 多。美国专利US6284845B1报道了一种酸值为30 40mg KOH/g的粉末涂料用低温 固化聚酯树脂的合成方法，文章只简单涉及了 羟烷基酰胺低温固化聚酯树脂的合 成，且合成的树脂玻璃化温度较低，在实际的推广应用中存在一定的困难。中国专利 20091021423.9公开了一种混合型聚酯树脂(50 50)的制备方法，文件中比较了不同的 单体对合成低温固化聚酯树脂的影响，主要采用部分己二酸、偏苯三酸酐和均苯四酸酐 合成聚酯树脂的方法。但是所得的聚酯树脂的酸值比较高，且主要用于户内，耐候性能 差，工艺和配方对合成酸值为28-36mgKOH/g的β _羟烷基酰胺低温固化聚酯树脂借鉴 意义不大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树 脂，该聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度、软化点、粘度和存储稳定性，制备的粉末 涂料具有优异的流平性能和机械性能、良好的抗厚膜针孔性能和老化性能。本专利技术的另一目的在于提供上述β -羟烷基酰胺低温固化耐候型聚酯树脂的制 备方法。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案来实现的一种β-羟烷基酰胺低温 固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，由包括以下重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得 到多元醇 25 45%芳香多元酸 40 55%支化剂0-5%脂肪多元酸 0 8%酸解剂 5 15%酯化催化剂 0.01 0.15%。本专利技术中所述的多元醇为新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙 二醇、己二醇、1，4-丁二醇和1，4-环己烷二甲醇中的一种或几种的混合物。本专利技术中所述的芳香多元酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种或两种的混合 物。本专利技术中所述的脂肪多元酸为己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4-环己烷二甲酸、 富马酸和马来酸中的一种或几种的混合物。本专利技术中所述的支化剂为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇。本专利技术中所述的酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1，4-环己烷二甲酸、 偏苯三酸酐、均苯四酸酐、富马酸酐和马来酸酐中的一种或几种的混合物。其中优选间 苯二甲酸和1，4-环己烷二甲酸。本专利技术中所述的酯化催化剂为有机锡类化合物，尤其是包括单丁基氧化锡、二 丁基氧化锡。上述β _羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法是在反 应釜中，加入上述配比量的多元醇和支化剂，加热升温至物料熔化；然后依次加入上 述配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化剂，通入氮气继续升温反应，至175 185 °C酯化水开始生成并馏出；然后逐渐升温至245 255 °C，共反应5 10小时至 95%的酯化水排出后，加入酸解剂继续反应3 5h，然后抽真空缩聚至酸值达到28 36mgKOH/g,即停止反应得到羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂。本专利技术与现有技术相比具有以下优点本专利技术方法制备的聚酯树脂酸值为28 36mgKOH/g，羟值都小于IOmgKOH/ g，玻璃化转变温度为50 60°C，熔融粘度为2000 6000mPa.s，数均分子量为2000 8000。本专利技术方法制备的聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度和软化点，而且存储稳定 性好，与羟烷基酰胺固化制成的粉末涂料具有优异的流平性能和机械性能、良好的老化性能和抗厚膜针孔性能。采用本专利技术合成的聚酯树脂制备β -羟烷基酰胺低温固化的耐候粉末涂料的步 骤为将合成的聚酯树脂分别与固化剂羟烷基酰胺、填料、颜料及其他助剂按比例 称好后混勻，熔融挤出、冷却破碎、粉碎过筛制成粉末涂料即可。颜料和填料包括钛白 粉、硫酸钡、碳酸钙、Ciba绿等，其他助剂包括安息香、流平剂等。具体实施例方式下面列举一部分具体实施例对本专利技术进行说明，表1为聚酯树脂的实施例，A F为不同单体和工艺组合的对比实例。在10升反应釜中，加入表1所列配比量的新戊二 醇、2-甲基-1，3-丙二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷，加热升温至物料熔化；然后依次 加入对苯二甲酸、己二酸、丁基锡氧化物、1，4-环己烷二甲酸，通氮气继续升温反应， 180°C左右酯化水开始生成并馏出，然后逐渐升温至250°C，共反应5 10小时至95%的 酯化水排出后，酸值达到10 2()mgKOH/g，加入酸解剂继续反应3 5h，至酸值达到 40 50mgKOH/g，然后抽真空缩聚约1 4h，至酸值达到28 36mgKOH/g，即可停 止反应。酸值28 36mgKOH/g ；玻璃化温度50 60°C ；软化点95 110°C ； 200°C熔体粘度(ICI锥平板粘度计)2000 6000mPa · S。表1聚酯树脂的组份和性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β－羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特征是，由包括以下重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得到：多元醇　２０～４５％芳香多元酸　４０～５５％脂肪多元酸　０～８％支化剂　０～５％酸解剂　５～１５％酯化催化剂　０．０１～０．１５％。

【技术特征摘要】
1.一种β-羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特征是，由包括以下 重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得到多元醇20 45%芳香多元酸 40 55%脂肪多元酸 0 8%支化剂 0 5%酸解剂5 15%酯化催化剂 0.01 0.15%。2.根据权利要求1所述的β-羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特 征是，所述的多元醇为新戊二醇、乙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丙二醇、己二 醇、1，4-丁二醇和1，4-环己烷二甲醇中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特 征是，所述的芳香多元酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种或两种的混合物。4.根据权利要求1所述的羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特 征是，所述的脂肪多元酸为己二酸、癸二酸、壬二酸、1，4-环己烷二甲酸、富马酸和马 来酸中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，其特 征是，所述的支化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，何涛，周年忠，顾宇昕，
申请(专利权)人：中国电器科学研究院，广州擎天实业有限公司，
类型：发明
国别省市：81