[发明专利]一种含氟聚酯树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物领域，具体涉及一种含氟聚酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酯粉末涂料具有较好的耐光性，对底物附着力好，不需要外加底漆，原材料来源丰富，且不含有机溶剂，因此聚酯粉末涂料被广泛应用于工业和家用电器外壳、化工设备、食品加工器械、机械零部件、汽车减震弹簧、货架、交通道路设备、安全护栏等的涂装。国外已将聚酯粉末涂料应用于室外建筑(如铝合金窗框)、空调外壳、公园及海滨设施、自行车架及其它室外用金属制件的涂装。

但是，常规聚酯粉末涂料的疏水性能不够理想，涂膜易受到水的影响。水对聚酯粉末涂料涂膜破坏过程首先是水的渗透和扩散，然后扩散进入涂膜的水使聚酯树脂的酯基水解，从而使涂层的性能降低，并影响涂层的防腐蚀性能与使用年限。此外，常规聚酯粉末涂料涂膜的耐酸、耐碱、耐化学溶剂性较差。

许多学者提出通过引入有机硅、氟等组分以制备疏水涂料或涂层，并取得了一定成果。公开号为CN101575478A的中国专利申请中公开了一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法：在环氧树脂中加入C₈-C₂₂烷基三氯硅烷、C₈-C₂₂烷基三烷氧基硅烷等组分，制备得到具有超疏水和自清洁能力的涂膜。公开号为CN101643622A的中国专利申请中公开了一种糠醇树脂基超疏水涂料及其制备方法：在糠醇树脂中加入聚四氟乙烯粉，这种涂料具有超疏水、自清洁、防污等优良性能。但聚四氟乙烯粉加入量较大，同时涂料中存在有机溶剂。

目前通过在聚合物中引入氟原子，从而改善涂料疏水性研究方面主要集中于溶剂型涂料和水性涂料中。F.Montefusco等(F.Montefusco，et al.New difunctional fluoro-epoxide monomers：synthesis，hotopolymerization and haracterization[J].Polymer.2004，45：4663-4668.)采用全氟己二醇为原料制备环氧树脂，并溶于碳酸丙二酯中得到溶剂型含氟环氧涂料，发现氟的引入能明显提高涂膜的憎水性，增大涂膜与水的接触角。张人韬等(张人韬，水性氟硅涂料及其自分层效果研究.新型建筑材料.2002，(6)：19～21)以氟硅树脂和非氟树脂共混改性，运用梯度自分层原理制备水性氟硅涂料，提高了水性涂料涂层的耐水、耐污、耐候、耐老化等性能。

然而，在粉末涂料中，使用化学方法将氟引入粉末涂料的基体树脂中，实现涂料疏水功能方面的研究很少。因此，开发新型含氟聚酯树脂以用作粉末涂料的基体树脂，以改善聚酯粉末涂料的疏水、疏油性，必将具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明提供了一种疏水性能优异的含氟聚酯树脂。

本发明还提供了一种含氟聚酯树脂的制备方法，该方法操作简单，便于应用。

一种含氟聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

将烷基二元醇、环状酸酐、不含氟的单环氧基化合物和含氟的单环氧基化合物进行反应，反应产物用丙酮稀释后在搅拌下加入到蒸馏水中沉淀析出，得到含氟聚酯树脂。

所述的反应的反应原理如下：

原料中的烷基二元醇为起始原料，烷基二元醇先与部分环状酸酐进行醇解反应，得到醇解反应的产物；醇解反应的产物会与不含氟的单环氧基化合物和含氟的单环氧基化合物进行开环反应，得到开环反应的产物；开环反应的产物会依次与环状酸酐进行醇解反应、与不含氟的单环氧基化合物和含氟的单环氧基化合物进行开环反应，并重复醇解反应和开环反应，得到最终的反应产物。可根据原料的投料比来控制待合成的含氟聚酯树脂中各结构单元的组成。

所述的环状酸酐可选用具有环状酸酐结构的化合物，如可选用邻苯二甲酸酐、二氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、2，3-二溴丁二酸酐、十八烷基丁二酸酐、二辛基丁二酸酐、3-甲氧基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、3-叔丁氧基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、聚癸二酸酐、聚邻苯二甲酸酐中的一种。

所述的烷基二元醇可选用乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇等众多脂肪族二元醇中的一种。

所述的不含氟的单环氧基化合物可选用环氧氯丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷、环氧大豆油、环氧十二烷、环氧溴丙烷、丁基环氧乙烷、环氧蒎烷、1，2-环氧辛烷、3，4-环氧四氢呋喃等中的一种。