[发明专利]一种粉末涂料用聚酯合成工艺中的凝胶点控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末涂料用聚酯的合成领域，尤其涉及一种粉末涂料用多支化结构聚酯合成工艺中缩聚阶段的凝胶点控制方法。

背景技术

粉末涂料是一种不含溶剂，100％固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点，是一种新型、环保的新材料。近年来随着粉末涂料的广泛使用，各种功能粉末涂料产品相继开发，迅速增长。然而，粉末涂料主要原料是聚酯，具有多支化结构的聚酯由于其具有独特的支化分子结构，分子之间无缠结，并且含有大量端基，因而表现出高溶解度、低黏度、高流动性、高化学反应活性等许多线形聚合物所不具备的优异性能。

但是，在制备具有支化结构的聚合物时，如果采用A₂+B₃单体聚合时，极易产生凝胶化现象，该凝胶为化学凝胶，加热以及加入溶剂都不能溶解，破坏生产设备，造成损失，提高了生产成本。因此，为了避免多官能度单体参与反应时，凝胶化现象的出现，提高多支化聚酯产品的质量，应找到一种能控制凝胶点的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题存在的不足，提供一种工艺简单、固化效率高、交联点密度大、能实时对反应体系进行有效控制的粉末涂料用聚酯合成工艺中的凝胶点控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，在多元酸与多元醇反应制备聚酯时，在缩聚阶段利用即时测定羟值或酸值控制反应程度，从而控制体系在凝胶点前结束反应，避免凝胶的生成。

本发明的凝胶点控制方法为：

步骤一、多元酸与多元醇在温度160-280度下进行缩聚反应；多元酸是由一种多元酸(酸酐)或多种多元酸(酸酐)组成，官能度(f)等于或大于2；多元醇是由一种多元醇或几种多元醇组成，官能度(f)等于或大于2；

步骤二、当制备端羟基聚酯时，在反应开始和进行中对酸值的进行测定：在反应的任意时刻，从反应体系内取样1～10克，加入到下列二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、丙酮、水溶剂中或其混合溶剂中，搅拌溶解，后转移至电位滴定仪的溶液杯中，使用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定，一直到滴定终点，记下消耗的氢氧化钾乙醇溶液的体积，平行滴定两次以减少误差，酸值PAV的计算按照GB/T6743-2008规定进行计算，用PAV₀和PAV₁分别表示反应开始时、反应进行到某时刻的酸值；当时，反应立即停止，即可控制聚酯缩聚反应体系不会出现凝胶，K是常数，取值0.9～0.95；是平均官能度，即等于体系反应起始时羧基的数目的2倍除以体系中醇、酸和酸酐的分子数目；

步骤三、当制备端羧基聚酯时，在反应开始和进行中对羟值的进行测定：在反应的任意时刻，从反应体系内取样1～10克，加入到混合溶剂中调pH值至中性，后加入到已知浓度的邻苯二甲酸酐吡啶溶液，在100～115℃进行酯化反应，后转移至电位滴定仪的溶液杯中，过量的邻苯二甲酸酐用氢氧化钠标准溶液滴定，记下消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，平行滴定两次以减少误差，按照国标GB/T12008.3-2009计算羟值，用OHV₀和OHV₁分别表示反应开始时、反应进行到某时刻的羟值；当时，反应立即停止，即可控制聚酯缩聚反应体系不会出现凝胶；K是常数，取值0.9～0.95；是平均官能度，即等于体系反应起始时羟基的数目的2倍除以体系中醇、酸和酸酐的分子数目。

其中步骤一中的多元酸由对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、马来酸、琥珀酸、癸二酸、辛二酸、富马酸、戊二酸、丙二酸、异酞酸、壬二酸、二羟甲基丙酸、马来酸酐、琥珀酸酐、偏苯三酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸中的一种多元酸(酸酐)或多种多元酸(酸酐)组成。

其中步骤一中的多元醇由乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、己二醇、二甘醇、己三醇、甘油、双甘油、三甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、二季戊四醇、聚甘油、赤藓醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、聚乙烯醇的一种多元醇或几种多元醇组成。

其中在制备端羟基聚酯过程中，体系中羟基数目需要过量，体系中的多元酸官能度大于2。

其中在制备端羧基聚酯过程中，体系中羧基数目需要过量，体系中的多元醇官能度大于2。