[发明专利]一种改性聚酯树脂的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子化合物领域，具体涉及一种改性聚酯树脂的制备方法与应用。

背景技术

有机硅树脂中具有-Si-O-Si-结构，显示出优良的耐候性、耐热性、抗沾污性和化学稳定性等性能。但有机硅树脂类涂料也因为自身化学组成而存在一些缺陷：固化温度高、固化时间长、耐溶剂性差、与基材的附着力不强、机械强度低、成本较高等。此外有机硅树脂Si-O键极性大，在亲电试剂或亲核试剂攻击下，很容易发生键的断裂，故有机硅对化学药品的稳定性不及有机氟高聚物。人们还发现纯有机硅涂料机械强度、附着力和耐热水性并不好，为了克服这些缺点，常用聚酯、醇酸、环氧等树脂对其进行改性。

目前，国内外多利用无机材料来改性有机硅树脂，然后利用改性后有机硅树脂与其他树脂复合制备复合型树脂，以提高树脂性能。其中以硼元素改性有机硅树脂是提高树脂耐热性能的一个有效途径。硼改性有机硅树脂后，由于硼原子进入了分子的主链中，而形成的B-O键键能561KJ/mol比Si-O键的键能452KJ/mol高的多。因此改性后的硅树脂主链更加牢固而不易断裂，从而提高其耐温性能。

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。但是聚酯树脂的耐热性能差，耐黄变性能低，耐候性能差，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。有机硅树脂具有良好的耐热性能和耐候性能。使用有机硅树脂改性聚酯树脂，可以提高聚酯树脂的耐热性能和耐化学品性能。例如李大鸣等(李大鸣，有机硅改性聚酯型耐久卷材面漆的研制，涂料工业，2007，37(12)，30-32)将含羟基聚酯和有机硅树脂反应制备有机硅树脂改性聚酯，获得的改性聚酯具有良好的抗老化性能。例如姚江柳等合成羟基聚酯改性有机硅树脂，然后和脂肪族异氰酸酯固化剂配制成两组分耐高温涂料。(姚江柳，贾朝阳，高性能有机硅改性端羟基聚酯树脂的研究，上海涂料，2007，45(7)，4-6)。但是上述方法中，为了提高改性聚酯的耐热性能，使用了大量有机硅树脂，导致改性聚酯的柔韧性和附着力下降。

发明内容

为解决有机硅树脂改性聚酯树脂容易导致柔韧性和附着力下降的问题，本发明提出了一种改性聚酯树脂的制备方法，制备的改性聚酯树脂具有优良的耐热性能和柔韧性。

本发明还提出了改性聚酯树脂在制备耐高温低表面能涂料上的应用，该涂料具有优异的耐热性能和柔韧性。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种改性聚酯树脂的制备方法，所述的制备方法为以下步骤：

(1)硼氮化物改性有机硅树脂：将硅烷单体倒入容器中然后加入蒸馏水和硼氮化物，搅拌反应2～5小时，停止搅拌，降温至60～80℃然后蒸馏，把低沸点小分子蒸出，再把有机溶剂倒入容器中，搅拌后制得硼氮化物改性有机硅树脂；

所述的硅烷单体选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷中的几种混合物。

所述的硼氮化物选自氨硼烷或胺基硼烷中的一种或两种，作为优选，胺基硼烷选自胺基二氯硼烷、二甲胺硼烷、N，N-二异丙基乙基胺硼烷、N，N-二羟基胺基二氯硅烷中的一种或几种。而且硼氮化物等多官能团的引入使得改性后的硅树脂分子内部会呈现出紧密体型网络结构，从而增加了硅树脂的耐高温性和机械强度。

各组份的重量百分比为硅烷单体50～80％，蒸馏水10～30％，硼氮化物3～12％，有机溶剂3～25％，各组份之和为100％。

(2)改性聚酯树脂：将硼氮化物改性有机硅树脂、硅醇、聚酯树脂、交联催化剂在容器中混合，调整容器温度至110～130℃，持续反应1～6h后加入有机溶剂使固含量为60％～70％，得到一种改性聚酯树脂。

所述的交联催化剂选自钛系、锡系、锗系、锑系有机催化剂中一种，作为优选，交联催化剂为钛酸四丁酯。交联催化剂与硼氮化物改性有机硅树脂的质量比为0.01～0.05∶1。

步骤(1)中和步骤(2)中所述的有机溶剂选自甲苯、二甲苯、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几种。