[发明专利]一种水性聚酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料制备技术，特别涉及一种水性聚酯涂料及其制备方法。

背景技术

水性聚酯涂料具有光泽性好、附着力强、丰满度高，耐冲击力强、挥发性有机物含量低等优点，是一类重要的环境友好型水性涂料。水性聚酯树脂的合成一般采用二甲苯等毒性较大的挥发性有机物作为溶剂或者带水剂，给环境和操作人员带来危害。反应完成后，还需要将产物中的二甲苯等有机溶剂脱除，消耗大量的能量。另外，水性聚酯的合成常在较高的温度条件下进行，为防止单体和聚合物发生氧化，需要向反应系统通入氮气进行保护，合成工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、节能环保、性能优良的水性聚酯涂料及其制备方法。

本发明提供的水性聚酯涂料由水性聚酯树脂和氨基树脂组成，制备方法为：先合成水性聚酯树脂，用二甲胺基乙醇水溶液中和，再与氨基树脂搅拌混匀而成，其中氨基树脂作为水性聚酯树脂的固化剂。

本发明提供的水性聚酯涂料由以下质量百分数的原料组成：

其中所述的水性聚酯树脂由以下质量百分数的原料合成：

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡，其中乙二醇丁醚作为助溶剂。

本发明提供的水性聚酯涂料具体制备步骤如下：

(1)熔融缩聚法制备水性聚酯树脂

在装有分水器、球型冷凝管的三口烧瓶中加入新戊二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、间苯二甲酸、己二酸和催化剂，置入电热套中加热搅拌，进行熔融缩聚；反应条件为在165～185℃保持2～2.5小时进行一段聚合，在200～210℃保持2～3小时进行二段聚合，反应过程中用分水器除去酯化反应生成的水。二段聚合结束后，将反应混合物冷却降温至80～90℃后加入乙二醇丁醚，搅拌混匀即可得到水性聚酯树脂。

(2)制备目标产品：水性聚酯涂料

将计量要求的水、二甲氨基乙醇混匀后，加入(1)所制备的水性聚酯树脂，搅拌混匀后加入氨基树脂，再次搅拌均匀，静置脱泡，得到本发明产品：水性聚酯涂料。

将上述方法制得的水性聚酯涂料刮涂或刷涂在马口铁片上，室温放置4小时后，置入150℃烘箱保持1小时，便可在马口铁片上形成光泽性好、丰满度高的聚酯漆膜，漆膜的主要性能如下：

附着力(划圈法)1级

硬度(铅笔法)≥2H

耐水性25℃，72小时不起泡，不剥离。

本发明利用常压熔融缩聚法制备水性聚酯，无需毒性较大的二甲苯作为溶剂或者带水剂，避免了生产过程因二甲苯挥发带来的环境污染和对操作人员的危害，同时也免除了溶剂脱除工序，使水性聚酯合成工艺简化。本发明采用的两段聚合工艺合成水性聚酯，反应温度较低、条件较为温和，能够避免高温使单体、聚合产物发生氧化，免除了需要向反应系统通入氮气进行保护的麻烦；同时也避免了高温和通入氮气使单体原料馏出，造成物料配比不准、产品性能不稳定。因此本发明提供的水性聚酯涂料制备方法具有工艺简单、操作方便、成本低、漆膜性能优良的优点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1.

(1)熔融缩聚法制备水性聚酯树脂

在装有分水器、球型冷凝管的三口烧瓶中加入26.9份重量的新戊二醇、2份重量的三羟甲基丙烷、3.8份重量二羟甲基丙酸、31.6份重量的间苯二甲酸、8.3份重量己二酸和0.1份重量的二月桂酸二丁基锡，置入电热套中加热搅拌，进行熔融缩聚：在175℃保持2小时进行一段聚合，在205℃保持2.5小时进行二段聚合，反应过程中用分水器除去酯化反应生成的水。二段聚合结束后，将反应混合物冷却降温至80～90℃后加入27.3份重量的乙二醇丁醚，搅拌混匀即可得到水性聚酯树脂。

(2)制备水性聚酯涂料

将计量要求的37份重量的水、3份重量二甲氨基乙醇混匀后，加入(1)所制备的50份重量水性聚酯树脂，搅拌混匀后加入10份重量的氨基树脂，再次搅拌均匀，静置脱泡，得到本发明产品：水性聚酯涂料。

将上述方法制得的水性聚酯涂料刮涂或刷在马口铁片上，室温放置4小时后，置入150℃烘箱保持1小时，便可在马口铁片上形成光泽性好、丰满度高的聚酯漆膜，漆膜的主要性能如下：

附着力(划圈法)1级

硬度(铅笔法)2H

耐水性25℃，72小时不起泡，不剥离。

实施例2.

(1)熔融缩聚法制备水性聚酯树脂