[发明专利]一种改性的端羧基超枝化聚酯树脂的制备方法及含有该树脂的涂料

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子化合物领域，涉及酯化反应得到的高分子化合物，具体涉及聚酯树脂。

背景技术

聚酯树脂具有优异的金属附着力，硬度高等良好的物理机械性能以及较好的耐化学腐蚀性能，在涂料行业中得到广泛应用。但是聚酯树脂存在耐热性能差，耐水性能低和耐候性能差的缺点，限制其在耐高温涂料中的应用。为了提高聚酯树脂的耐高温性能，常用其他树脂对其进行化学改性。有机硅树脂是一种有机-无机杂化材料，具有优异的耐热性、耐候性、耐水性和较低的表面张力。使用有机硅树脂对聚酯树脂进行改性，可以提高聚酯树脂的耐热性能、耐水性能和耐化学品性能。例如马艺闻等（马艺闻等，硅醇改性聚酯树脂的制备，电镀与涂饰，2011，02期）中利用饱和羟基硅烷作为改性剂、将1,2-丙二醇与己二酸进行缩聚反应，制备了改性醇酸型聚酯树脂，该改性聚酯树脂的附着力1级，冲击强度4.5Mpa，硬度2H；但是存在耐热性的缺点。李华恭等（李华恭等，有机硅改性端羟基聚酯的合成，合成树脂及塑料，2012，29（2）：20~23）采用有机硅预聚体改性端羟基聚酯，提高了聚酯的耐热性能和耐盐水性能。

超支化聚合物具有高度支化的结构和大量的端基活性基团，具有高溶解性、低粘度以及较高的化学反应活性，广泛应用在涂料领域。低粘度使得超支化聚合物适合应用于高固体组分涂料，可与线形聚合物涂料共混降低体系粘度，改善体系流动性；高的溶解性可以减少溶剂的用量，降低成本，减少有害气体排放；高度支化结构使得超支化聚合物分子链间缠结较少，不易结晶，使涂料具有良好的成膜性能；众多的端基官能团使得超支化聚合物涂料具有很强的可改性能力，能制备适合多种用途的涂料。例如姚江柳等（姚江柳等，高功能性有机硅改性端羧基超支化聚酯树脂的研究，上海涂料，2007，45（7），4~6）设计合成了有机硅改性端羧基超支化聚酯树脂，将该树脂和聚氨酯固化剂HDI缩二脲和HDI三聚体配制两组分涂料。该涂料具有优异的耐候性，良好的附着力和弹性，但是该改性聚酯必须和聚氨酯固化剂配合使用，存在使用不方便快捷的缺点。公开号为CN 102504293A的发明专利申请中采用端羧基超支化聚酯所制得的改性有机硅树脂，显著提高了有机硅树脂的机械性能、耐化学品性能和耐水性能，但是柔韧性差，高低温交变条件下会开裂，限制了其应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种改性的端羧基超支化聚酯树脂的制备方法，该方法所制备的改性聚酯树脂不仅耐热性好，而且柔韧性也十分优良。

本发明上述的技术问题的方案是：

一种改性的端羧基超支化聚酯树脂的制备方法，该方法由以下步骤组成：

将二元醇和摩尔量为二元醇1~1.5倍的三元酸混合均匀后加热至70~90℃，加入重量为二元醇0.05~0.1倍的硅醇和重量为二元醇0.02~0.1倍的二甲苯；在180~210℃下加热1~3h后，继续升温至220~240℃加热1~3h；然后，降温至90℃，加入重量为二元醇1.0~1.5倍的有机溶剂、重量为二元醇1.5~2.0倍的有机硅低聚物、重量为二元醇0.1~0.5倍的环氧树脂和重量为二元醇1~5%的交联催化剂；升温至110~120℃，加热2~3h；最后，降温至90℃，另加入有机溶剂调整固含量为60~70%；其中，

所述的二元醇是新戊二醇、2-甲基1,3-丙二醇和1,4-环己二醇中的一种或者两种以上；

所述的三元酸是1,2,4-苯三甲酸和1,3,5-苯三甲酸中的一种或者两种；

所述的硅醇是七聚(环戊基)倍半硅氧烷三硅醇、七苯基倍半硅氧烷三硅醇、七异丁基倍半硅氧烷三硅醇和羟基硅油中的一种或者两种以上；

所述的羟基硅油的重均分子量为300~1000，且含有3~10w%的羟基；

所述的有机硅低聚物的重均分子量为800~2000，且含有3~20w%的羟基和2.5~15w%的甲氧基或乙氧基；

所述的交联催化剂是钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、二辛基氧化锡、二异辛基氧化锡、二辛基氧化锌和二异辛基氧化锌中的一种或者两种以上；

所述的环氧树脂是二氧化双环戊二烯、3,4-环氧化环己烷甲酸3’,4’-环氧化环己烷甲酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、双(2,3-环氧环戊基)醚、双酚S环氧树脂、三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或者两种以上；

所述的有机溶剂为丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上。

上述制备方法，其中所述的羟基硅油可以是信越公司的KR220L和瓦克公司的W-62m，还可以由以下方法制备得到：