[发明专利]一种聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的制备方法及含有聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的涂料

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，涉及酯化反应及碳-碳不饱和键反应得到的高分子化合物，具体涉及聚丙烯酸酯。

背景技术

随着人们环保意识的增强和环保法规的健全，传统溶剂型涂料中挥发性有机化合物(VOC)以及有害空气污染物(HAP)的使用愈来愈受到限制，高固体份涂料受到人们越来越多的关注。羟基聚丙烯酸酯与聚氨酯固化剂组成的双组份涂料其涂膜具有优异的耐候性和耐化学介质性能，广泛用于高档涂料特别是汽车涂料领域。目前市场上使用的羟基聚丙烯酸酯的固体含量低(40-65％)，对颜填料的润湿分散能力差，与聚氨酯固化剂的相容性差，其涂膜层间附着力和柔韧性不好，限制了其在高档汽车涂料特别是汽车面漆中的应用；而且涂料中含有大量的有机溶剂在使用过程中挥发到大气中，既污染环境，又浪费资源；因此，需对现有羟基聚丙烯酸酯进行改性，以提高树脂的固体含量，促进其与固化剂的相容性与提高涂膜性能。

获得高固体含量的羟基聚丙烯酸酯常用的方法有选择合适的引发剂，提高引发剂浓度，升高反应温度，采用高浓度的链转移剂等，如中国专利申请03131971.8。这些方法会导致单体转化率低，残余单体和链转移剂会污染环境，影响产品的耐久性，提高合成成本，增加生产上的不安全因素。采用共混的方法如采用聚氨酯、聚酯、聚醚、噁唑烷及有机硅聚合物等共混改性羟基丙烯酸树脂，虽能提高涂料的施工固含量，存在共混相容性差，涂膜透明度差，降低涂膜的装饰效果。采用共聚改性的方法有利于获得高性能和高固体含量的羟基聚丙烯酸酯，一般先合成含碳碳双键的聚酯树脂，作为大分子单体参与丙烯酸单体的共聚反应，如专利申请200710031047.4。上述专利申请200710031047.4的所述方案中，虽然树脂组分间的相容性比共混改性的效果好，但是由于空间位阻使得大分子单体的碳碳双键的反应活性不及小分子丙烯酸酯类单体，大分子单体参与共聚反应的转化率不高；此外，所述方案的反应体系中因大分子单体的存在，丙烯酸酯单体的聚合速率和最终单体的转化率必然降低，聚合产物中含有大量的残留单体会污染环境。

综上所述，目前羟基聚丙烯酸酯普遍存在以下几方面的问题：(1)固含量低，一般都在40-60％；(2)树脂对颜填料的润湿发生性能不好；(3)羟基聚丙烯酸酯与异氰酸酯固化剂的相容性差，用其配制的双组分涂膜外观不好，光泽低，较难满足汽车涂料的使用需求。(4)残留丙烯酸酯类单体含量高，生产成本高、生产安全性不好等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的制备方法，该方法制备的聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的固含量高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的制备方法，该方法由以下步骤组成：

(1)将羟基聚酯与含酸酐的羟基聚丙烯酸酯按羟基聚酯∶含酸酐的羟基聚丙烯酸酯＝1∶3-6的重量比混合，在150-180℃回流缩聚反应至聚酯改性羟基聚丙烯酸酯的酸值小于15mgKOH/g，降温至140℃；

(2)蒸馏脱除溶剂调整固含量为75％以上，降至室温即可；

上述步骤(1)中，所述的羟基聚酯的羟基质量百分数为0.5-3.5％，由二元醇、三元醇、二元酸和单元酸按二元醇∶三元醇∶二元酸∶单元酸＝28-40∶5-10∶43-52∶5-19的重量比按以下方法制备得到：将二元醇、三元醇、二元酸和单元酸加入到反应釜中，在150-180℃减压缩合聚合2-5h，然后降温至140℃，添加二元醇、三元醇、二元酸和单元酸总重量8-15％的二甲苯，在180-230℃反应至羟基聚酯的酸值小于20mgKOH/g，降温至140℃，加二甲苯稀释至固体含量为70％；其中，

所述的二元醇为1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、二甘醇、1，6-己二醇、环己烷二甲醇、2，2，4-三甲基戊二醇、二甘醇和新戊二醇中的一种或两种以上；

所述的三元醇为甘油和三羟甲基丙烷中的一种或两种；

所述的二元酸为己二酸、壬二酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和六氢苯二甲酸酐中的一种或两种以上；

所述的单元酸为苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、氢化松香酸和马来海松酸中的一种或两种以上；