用于涂料的聚酯制造技术

本发明专利技术涉及可由可再生资源和/或回收材料制备的聚酯、它们的应用和它们的制备方法。特别地，提供包含以下部分的羟基官能或羧基官能的聚酯：（e）对苯二甲酸和/或间苯二甲酸，（f）乙二醇，（g）二脱水己糖醇，和（h）一种或多种直链二羧酸；其中通过凝胶渗透色谱测量，所述聚酯具有400－15000道尔顿、更优选550－15000道尔顿的数均分子量。本发明专利技术的聚酯可以主要由回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯和由可再生的多元酸和/或多元醇制备。本发明专利技术进一步提供通过聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚间苯二甲酸乙二醇酯与二脱水己糖醇的糖解制备这类聚酯的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涂料的聚酯本专利技术涉及可由可再生资源和/或回收材料制备的聚酯、它们的应用和它们的制备方法。羧基-、羟基-和(甲基)丙烯酰基-官能的聚酯以及它们在用于涂料的树脂和/或基料中的应用已经被广泛描述。它们的原料的大多数主要来源于不可再生的资源。不可再生的资源取自地球，并且一旦取出它们不能替换。替代一些不可再生资源方面的可持续路径是回收，这是指起始材料从它们的先前使用中回收以再次使用。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或瓶废料的使用已有描述在各种应用中，包括用于粉末涂料的聚酯中。DD 295, 647涉及由高数均分子量的PET废料多元酸和多元醇反应得到的用于粉末涂料的羧基官能聚酯的合成。DE 1，913，923公开了由羟基官能聚对苯二甲酸酯和羧基官能聚对苯二甲酸酯混合制备的热固性聚对苯二甲酸酯基料。两种聚对苯二甲酸酯由PET与醇的糖解获得。不可再生的资源也可以被可再生资源代替(部分或全部)。由于认识到基于化石燃料的原料枯竭的环境后果从而驱动了工业中对于可再生资源的兴趣。W02008/031592公开了一种由isoidide和二羧酸或二羧酸酐的混合物制备聚酯的方法。只有由以丁二酸作为唯一的多元酸和由异山梨醇作为唯一的多元醇制得的聚酯获得的涂料具有对于粉末涂料而言的可接受的柔韧性和玻璃化转变温度。在W02006/102279中，描述了在聚酯制备中使用isoidide和异山梨醇。其中报导了 280°C和更高的反应温度。对于可由回收材料和/或可再生资源以容易的方式制备并且可用于各类涂料中的聚酯有持续的需求。相对于该背景，我们现在提供包含以下的聚酯对苯二甲酸和/或间苯二甲酸部分、乙二醇部分、二脱水己糖醇(例如异山梨醇)部分，和有利地一种或多种直链二羧酸部分。通过本文使用的“部分”是指单体单元。有利地，本专利技术的聚酯是非-热塑性的。优选热固性聚酯，但可辐射固化的聚酯也是可能的。本专利技术的聚酯可以用作涂料的基料体系的一部分，其中粉末涂料仅是一个例子。然而，根据本专利技术的聚酯也可用于液体涂料组合物。根据本专利技术的液体涂料组合物可以是水基或溶剂基的。在本专利技术中进一步提供一种制备本专利技术的聚酯的方法。特别地提供一种制备聚酯的方法，所述方法包括以下步骤(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚间苯二甲酸乙二醇酯与二脱水己糖醇的糖解，在需要的情况下，随后(2) —个或多个另外的步骤，更特别地一个或多个另外的反应步骤。在步骤(1)中，除了二脱水己糖醇(例如异山梨醇)外，可以使用一种或多种其它多元醇(例如甘油和/或山梨醇)。借助于本专利技术的方法，可以制得羟基官能或羧基官能的聚酯，并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量，所述聚酯具有300 — 15000道尔顿的数均分子量(Mn)。一般而言，聚酯的Mn为至少350道尔顿，优选至少400道尔顿，更特别地至少550道尔顿。Mn通常根据其中使用聚酯的涂料的类型和性质而变化，并且通常通过GPC使用聚苯乙烯标准物来测量。惊奇地发现，在适当的温度下在短的时间段内，将二脱水己糖醇引入到包含对苯二甲酸和/或间苯二甲酸基团的聚酯中是可能的。在本专利技术的方法中快速的糖解可以在磷基衍生树脂上使用Chan，K.P.等(1994)于 Macromolecules, 27，6371-6375 中的方法，或者 Spyros, A.等(1997)于Macromolecules, 30，327-329 中的方法,通过 3IP-NMR 来显示。鉴于二脱水己糖醇差的反应活性和在使用所述二脱水己糖醇的直接缩合方法中需要的高反应温度，这点是预料不到的。优选地，与二脱水己糖醇和任选地一种或多种其它多元醇(例如甘油和/或山梨醇)的糖解在足以获得酯交换的温度和时间下进行。“其它”是指不同于二脱水己糖醇的多元醇。在本专利技术的方法中，步骤(1)有利地在200°C - 260°C的温度条件下进行。优选地，贯穿整个步骤(1)的温度低于250°C。更优选地，步骤(1)在220°C — 240°C的温度条件下进行。本专利技术方法中的步骤(1)优选在酯交换催化剂的存在下进行。可能的酯交换催化剂包括三辛酸正丁基锡和/或钛酸四正丁酯。在一些情形中，在本专利技术方法的步骤(1)后可以获得希望的分子量的羟基官能聚合物。然而在大多数情形中，步骤(1)后将是一个或多个另外的步骤，更特别地一个或多个另外的反应步骤。这些另外的步骤有利地导致具有期望性能，例如期望分子量、期望缩合度等的聚酯。另外的步骤可以包括真空处理(vacuum)、增链、羧化和/或其它合适的步骤。在本专利技术的优选实施方案中，方法中的步骤(1)后面是包括增链和/或羧化步骤的步骤(2)。在本专利技术的方法中，可以通过施加减压(<latm)或真空(例如50mm Hg)和/或通过先前获得的羟基官能预聚物(步骤1中)与一种或多种多元酸，优选一种或多种直链二羧酸和任选地一种或多种其它多元酸反应获得增链。可以使用减压或真空以蒸馏乙二醇直到获得希望的羟值。作为选择，可以施加减压或真空以蒸馏部分乙二醇，随后是与一种或多种多元酸，优选一种或多种直链二羧酸和任选地一种或多种其它多元酸的缩合反应。取决于是否首先蒸馏还是不蒸馏(部分)乙二醇，二脱水己糖醇与直链二羧酸(例如异山梨醇与丁二酸)的最终重量比将改变。理想地，二脱水己糖醇与直链二羧酸(例如异山梨醇与丁二酸)的最终重量比为0.3-2.5,通常为0. 5 — 2，并且优选0. 7 — 1. 4。已知的Tg值可以变化并且适应于最终应用。如果目标是高Tg值，则更好的是首先施加真空以降低在本专利技术方法的步骤(1)中得到的羟基官能预聚物的羟值。当在进一步的反应步骤中将本专利技术的羟基官能或羧基官能的聚酯转化成(甲基)丙烯酰基官能聚酯时，这可以是特别有利的。在本专利技术的方法中，例如通过先前获得的羟基官能预聚物(步骤1中，可能随后接着减压或真空步骤)与一种或多种多元酸反应获得羧化。优选直链二羧酸，其可以单独或者与一种或多种其它多元酸组合使用。在本专利技术的优选方法中，将一种或多种多元酸用于所述增链和/或所述羧化。用于所述增链和/或所述羧化步骤的优选的多元酸是直链二羧酸。所述直链二羧酸可以单独或者与一种或多种其它多元酸组合使用。在本文中“其它”是指不同于使用的直链二羧酸(例如丁二酸)。优选地至少一种，并且更优选全部的在步骤(2)中用于所述增链和/或所述羧化的多元酸是可再生的多元酸。在本专利技术的一个实施方案中，在本专利技术方法中增链和/或羧化步骤后是减压(<latm)或真空(例如50mm Hg)步骤。有利地，施加减压或真空直到获得希望的缩合度。优选地步骤(2)，并且更特别地其中的增链和/或羧化步骤，在120°C — 260°C，特别为200°C — 260°C的温度条件下进行。更优选地步骤(2)，并且更特别地其中的增链和/或羧化步骤，在低于250°C的温度，更特别地在220°C — 240°C的温度下进行。在步骤2中也可以进行酐封端。对于这类反应，步骤2中的反应温度通常为120°C- 240°C，优选 1600C- 200°C。可以在包含所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或所述聚间苯二甲酸乙二醇酯的材料(或反应物)的形式下提供在本专利技术的方法中用作起始材料的聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚间苯二甲酸乙二醇酯。该材料有利地是回收材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·莫恩斯，
申请(专利权)人：氰特表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：