[发明专利]环保型干混低光粉末涂料用高低酸值聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种聚酯树脂及其制备方法，尤其涉及一种环保型干混低光耐候粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法。该聚酯树脂主要用于聚酯/primid固化体系。

背景技术

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。近来，耐候低光粉末涂料的用量呈现较大的上升趋势，一方面消费者感觉到了高光泽的亮光涂料成膜后反光比较严重，对人的眼睛有害；另一方面消费者的审美观念越来越倾向于休闲，时尚和个性化。再加上我国汽车和家电行业蓬勃发展的需求。这些因素就导致了人们对具有柔和外观的低光泽涂料的需求急剧增加。

聚酯类热固性粉末涂料按固化体系的不同可分为纯聚酯型和混合型，其中以混合型用量最为广泛。纯聚酯型主要包括聚酯-TGIC体系和聚酯-PRIMID体系，多用在户外；由于TGIC具有一定毒性和对人体皮肤具有刺激性，特别在夏季，粉末涂料制备的操作工人常会出现过敏的现象，因此欧美等国家积极开发TGIC的替代品，其中比较成功的就是β-羟烷基酰胺。与TGIC相比，β-羟烷基酰胺固化体系的主要优点有：①毒性非常低，老鼠口服LD50为小于10g/Kg，而且它无刺激性，对皮肤无过敏反应，另外重要的是它无诱变及致畸作用，不破坏生态平衡；②用β-羟烷基酰胺固化的聚酯粉末涂料的贮存稳定性比用TGIC好；③涂层的流平性和抗冲性能等比用TGIC的略好；④粉末涂料的成本比用TGIC的略低。

大量文献报道了多元醇和多元酸在有机锡催化剂的条件下直接聚合成聚酯树脂的方法，但是专门针对粉末涂料的Primid体系固化干混低光耐候粉末涂料用的高低酸值聚酯树脂专利报道不多。美国专利US5264529报道了一种高酸值为20～90mg KOH/g和低酸值为4～18mg KOH/g的粉末涂料用聚酯树脂的合成方法，主要采用二甘醇、新戊二醇多元醇合成。美国专利US5491202公开了一种三组分干混低光耐候粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，采用部分2，6-萘二甲酸、丁二酸合成聚酯树脂的方法。但都是针对TGIC固化的，目前很少见到有针对专门用于Primid体系固化的干混低光耐候粉末涂料用高低酸值聚酯树脂。本发明合成的高低酸值聚酯树脂，采用β-羟烷基酰胺固化，符合环保发展的方向，同时，制得的粉末涂料涂层具有合适的光泽，兼具有良好的冲击性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对专门用于Primid体系固化的干混低光耐候粉末涂料用高低酸值聚酯树脂，合成的高低酸值聚酯树脂采用β-羟烷基酰胺固化，符合环保发展的方向，同时，制得的粉末涂料涂层具有合适的光泽，兼具有良好的冲击性能。

本发明的另一个目的是提供一种工艺路线简单的制备上述环保型干混低光耐候粉末涂料用高低酸值聚酯树脂的方法。

本发明提供的环保型干混低光耐候粉末涂料用高低酸值聚酯树脂由以下重量百分数含量的原料酯化缩合反应得到：多元醇15％～60％、多元酸30％～65％、支化剂0％～5％、酸解剂5％～15％、酯化催化剂0.01％～0.15％。

本发明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、己二醇和1、4-环己烷二甲醇中的一种或几种的混合物；所述的支化剂为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇，优选三羟甲基丙烷；所述的多元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、1、4-环己烷二甲酸和富马酸中的一种或几种的混合物，优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸；所述的酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、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，优选间苯二甲酸、偏苯三酸酐；所述的酯化催化剂为有机锡类化合物，如单丁基氧化锡、二丁基氧化锡等。

本发明提供的环保型干混低光耐候粉末涂料用高低酸值聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：

(1)在备有加热装置、搅拌器和蒸馏柱的反应釜中，加入多元醇和支化剂，加热升温至物料熔化；

(2)加入多元酸和酯化催化剂，通氮气下继续升温反应，至175～185℃酯化水开始生成并馏出；

(3)由175～185℃逐渐升温到245～255℃，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，然后抽真空缩聚，即可得到高低酸值聚酯树脂。