[发明专利]一种铝型材用聚酯树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种粉末涂料及其制备方法，特别涉及一种铝型材用聚酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

现有的粉末涂料所用端羧基聚酯树脂，是用多元醇、多元酸等化工原材料制备而成。本发明所涉及的聚酯树脂，是用涤纶树脂废料通过适当加工方法制成可用于制备粉末涂料的聚酯树脂，不仅能使涤纶废料重新循环加以利用，从而节省大量石油资源，满足我国粉末涂料行业日益增长对聚酯树脂的大量需求，而且还能降低粉末涂料的制造成本。

涤纶树脂（PET），是由对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）经高压缩聚而形成的一种线型结晶高分子聚合物，分子量约2万以上，要成为粉末涂料用聚酯树脂，必须经过化学降解处理。涤纶树脂在高温和催化剂存在下，通过醇解或酸解，就能制备出符合粉末涂料用的聚酯树脂，本发明采用高温醇解法制备粉末涂料用聚酯树脂，聚酯树脂的技术指标，应符合下述技术要求：

（1）聚酯树脂分子量分布均匀，数均分子量，Mn=3000～5000；

（2）玻璃化温度Tg，应大于50℃，树脂易加工，制备的粉末涂料易贮存；

（3）树脂应有足够活性基因，在一定温度下，能固化剂发生交联反应；

（4）制备的粉末涂料各项技术性能，符合行业标准，并能满足实际使用要求。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种铝型材用聚酯树脂。

本发明的另一目的在于提供上述铝型材用聚酯树脂的制备方法。该方法利用现有的涤纶树脂废料（包括涤纶树脂制品的废弃物），通过高温醇解，制备可用于粉末涂料的端羧基饱和聚酯树脂，以部分或全部替代现有粉末涂料用聚酯树脂，使得涤纶树脂废料能重新加以物质循环再利用，从而节约资源，并能降低粉末涂料成本。

本发明的再一目的在于提供上述铝型材用聚酯树脂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铝型材用聚酯树脂，其特征在于：该聚酯树脂由以下按重量百分比计的原材料制备而成：

其中，二元醇是丙二醇或新戊二醇；三元醇是三羟甲基丙烷或丙三醇。

所述涤纶废粒是将涤纶树脂的边角涂料废弃物或涤纶制品废弃物，经清洗和干燥，再经机械粉碎后得到的。

所述的催化剂为醋酸锌。

所述的铝型材用聚酯树脂的制备方法包括以下操作步骤：

（1）醇解反应：将重量百分比74.7～75.1%的涤纶废粒、重量百分比4.8～5.3%的二元醇、重量百分比4.2～4.3%的三元醇、重量百分比15.6～15.9%的间苯二甲酸和重量百分比0.2%的催化剂投入不锈钢反应釡内，然后加热升温，通惰性气体至物料全部熔融后，开动搅拌，进行醇解反应；

（2）除去低分子化合物：醇解反应进行3.0～3.2小时后，测试降解物的温度，当温度不变时，停止通惰性气体，继续搅拌并抽真空使反应釜内压力达7～9mmHg柱，减压至冷凝器上没有低分子化合物馏出时，停止减压；

（3）酯化脱水反应：继续搅拌，并通入惰性气体，再向釜内投入重量百分比为15.6～15.9%的间苯二甲酸，升温，进行酯化脱水反应，当达到反应理论脱水量后，放料，得到铝型材用聚酯树脂。

步骤（1）所述惰性气体为N₂；所述加热升温是在50～60分钟内将温度由20～25℃升至248～255℃。

步骤（2）所述减压的时间为18～21分钟。

步骤（3）所述升温是在3～5分钟，将温度由20～25℃升至248～255℃；

所述软化点为105～112℃。

上述铝型材用聚酯树脂在制备铝型材用粉末涂料的应用。

本发明的原理在于：

涤纶树脂（PET）是由对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）经高压缩聚反应而成的一种线型结晶高分子聚合物。

在高温和催化剂存在下，可以通过醇解制备适合于粉末涂料用饱和端羧基聚酯树脂，其反应机理如下：

（1）用二元醇和三元醇降解制备饱和端羟基聚酯树脂：

（2）羟基聚酯树脂端基羧基化：

本发明相对于现有技术具备如下的突出优点和效果：

（1）本发明聚酯树脂原料来源广，而且采用涤纶废料制备，可节约大量石油涤纶，实现资源的可循环利用。