[发明专利]一种TGIC固化高流平粉末涂料用半结晶聚酯树脂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料用半结晶聚酯树脂，尤其涉及TGIC固化高流平粉末涂料用半结晶聚酯树脂。本发明还涉及该半结晶聚酯树脂的合成方法。

背景技术

粉末涂料经过多年的发展取得了长足的进步，市场份额和应用领域逐年扩大，但是粉末涂料本身也存在结构性的缺陷，其中最根本的原因是由于粉末涂料中最关键组分聚酯树脂所致的，传统粉末涂料主要使用无定形聚酯树脂，无定形聚酯树脂的一个显著特点是其玻璃化温度与熔融粘度呈现出正相关性，即粘度越大，玻璃化温度越高。而对于粉末涂料则期望聚酯树脂有较高的玻璃化温度保证存储稳定性，又希望聚酯树脂具有较低的熔融粘度，这样粉末涂料固化时聚酯树脂对颜填料就具有更好的润湿性能，从而获得具有更好流平性能的涂层。同时较低的熔融粘度又能够降低固化温度，可以起到降低固化所需能耗作用。传统无定形聚酯树脂无法同时满足较高的玻璃化温度和较低的熔融粘度的要求，因此，人们借鉴了半结晶聚合物的理化特性，合成半结晶聚酯树脂，有效解决了无定形聚酯树脂无法同时满足较高的玻璃化温度和较低熔融粘度的问题。

Eastman公司专利EP0070118公开了一种端羟基半结晶聚酯树脂的合成方法，该专利主要采用1,6~己二醇为多元醇单体，产品最终羟值为70~100mgKOH/g。美国专利US6184311B1公开了用苯二甲酸、1，10~葵二醇和丁二酸合成酸值为69mgKOH/g半结晶聚酯树脂的方法，该配方研究了10个碳原子的脂肪族二元醇对聚酯结晶性倾向的影响。美国专利US2006/0009591A1公开了用己二醇、十二烷二酸、偏苯三酸酐合成了酸值为76mgKOH/g、粘度650mpa.s（200℃）半结晶聚酯树脂的方法，该专利合成的半结晶聚酯树脂与无定形聚酯树脂按1:4搭配可实现130℃/20~25min固化。中国专利CN102627755A公开了一种半晶形低粘度高韧性粉末涂料用聚酯树脂的合成方法，该专利合成的半结晶聚酯树脂主要用于制备70/30环氧固化形及95/5 Primid固化形粉末涂料。

此外，有研究发现当固定醇酸比后1,4~环己烷二甲醇的用量超过醇摩尔数4.5%后结晶度趋于稳定，结晶度基本稳定在0.38，当三羟甲基丙烷的含量超过醇摩尔量的0.45%时，聚酯树脂的结晶度迅速下降，破坏聚酯的结晶性倾向。而滑石粉、离子聚合物Surlyn及苯甲酸钠对聚酯结晶行为的影响，三种成核助剂都能够促进结晶，其中苯甲酸钠的效果最好，但三种成核助剂都不改变聚酯的结晶结构，随着聚合物Surlyn 含量的增加先是促进了PET 的结晶，当Surlyn 的含量达到3.5%时PET 的成核效果最好，而当Surlyn含量进一步增加时 PET 的结晶反而被抑制。

发明内容

本发明的目的是提供一种TGIC固化高流平粉末涂料用半结晶聚酯树脂，该聚酯树脂具有合适的结晶度、较高的熔点和较低的粘度、优异的存储稳定性，用其制备的粉末涂料具有极其优异的流平性能和机械性能，形成的涂层基本无桔皮。

本发明的另一目的在于提供上述TGIC固化高流平粉末涂料用半结晶聚酯树脂的合成方法。

本发明提供的TGIC固化高流平粉末涂料用半结晶聚酯树脂，酸值为30～36mgKOH/g，结晶度为0~60%（XRD），熔点为100～130℃（DSC），200℃熔融粘度为400～3000mPa.s，数均分子量为3000～7000，由以下重量百分比的组分经熔融缩聚反应得到：

多元醇        29～45%

芳香多元酸  45～65%

酸解剂        5～15%

酯化催化剂  0.01～0.15%。

本发明的组分中还包括以下重量百分比的组分：

支化剂        0~2%，但不为零

脂肪多元酸  0～12%，但不为零。

上述组分中，所述的多元醇为1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或两种的混合物；所述的芳香多元酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种或两种的混合物；所述支化剂为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇；所述的脂肪多元酸为己二酸、1,4-环己烷二甲酸和1,12-十二烷二酸中的一种或几种的混合物；所述的酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、1,4-环己烷二甲酸和1,12-十二烷二酸中的一种或几种的混合物；所述的酯化催化剂为有机锡类化合物，包括单丁基氧化锡、二丁基氧化锡。

本发明的组分中还包括促进剂、抗氧剂等助剂，它们适当添加即可。