[发明专利]一种高耐候性聚酯树脂及用途

说明书

本发明公开了一种高耐候性聚酯树脂及用途，本发明将脂肪族长链二元酸、芳香族二元酸、脂肪族多元醇在无氧条件或高纯氮气保护下，在催化剂和抗氧剂的共同作用下，经过常压酯化反应和真空缩聚反应得到高耐候性聚酯树脂。所制备的聚酯树脂用乙酸乙酯配成固含量为20～65wt％的胶水，再与异氰酸酯类固化剂混合制成聚氨酯胶粘剂，应用于粘合氟膜、聚烯烃膜、聚酰胺、聚对苯二甲基乙二醇酯膜、铝塑膜等，拥有优异的耐老化性能，可用于对耐候性要求较高的场合。

技术领域

本发明涉及一种有机高分子材料合成技术领域，具体涉及一种高耐候性聚酯树脂及用途。

背景技术

聚酯树脂通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸分为脂肪族二元酸和芳香族二元酸，常见的有己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。不同品种的聚酯树脂由于种类不同或制备工艺不一样，其性质也不一样，对于聚酯树脂比较重要的几个指标是羟值、酸值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。聚酯树脂是合成双组份聚氨酯复合胶粘剂的重要组成部分。聚酯型聚氨酯胶粘剂因分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团，内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性，因此在工业上得到了广泛的应用。通常聚酯树脂主要由己二酸与小分子醇合成，有时会适当加入一些芳香族二元羧酸以改善产品性能。人们对于己二酸系聚酯已经进行了众多而深入的研究，目前市场上己二酸系聚酯树脂种类繁多，用途广泛。但是脂肪族长链二元酸系的聚酯多元醇却少有研究。

物体或材料随着时间的延长，其性能逐渐降低的现象称为老化；在自然环境中，物体或材料因受到周围自然因素如日晒、雨淋、氧化、冷热变化及微生物等外界条件的影响，而出现的褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化现象称为自然老化。抑制或延缓自然老化的能力称为耐自然老化性，简称耐老化性，也叫耐候性。最近几年，耐候性聚酯树脂逐渐引起人们关注。

从分子结构的角度考虑，合成聚酯多元醇所用到的二元酸中，长链二元酸(壬二酸、癸二酸或十二碳二元酸)相较于常用的己二酸，由于分子链较长，亚甲基较多，使得相同聚合度的分子链中，癸二酸或壬二酸系聚酯中的酯键较少，大分子链中酯键密度大大低于己二酸系聚酯多元醇。物质结构决定性质，反应在宏观上面就是长链二元酸系聚酯耐高温、耐湿热性、耐水解性、耐候性要明显优于其他系聚酯。然而若仅用长链二元酸作为聚酯合成中的二元羧酸，大分子柔性较好，机械强度较差，难以满足实际应用。因此有必要在脂肪族聚酯的柔性链段中适当引入刚性结构的芳香族二元酸，以增强热稳定性和机械强度。所述的芳香族二元酸一般指间苯二甲酸、邻苯二甲酸和对苯二甲酸，其中性能最好的是间苯二甲酸。因为间苯二甲酸的耐盐雾性、耐化学性和耐水性比邻苯二甲酸和对苯二甲酸更优越，故间苯二甲酸在聚酯树脂中的应用更为普遍。因此长链二元酸、间苯二甲酸系聚酯耐高温、耐湿热性、耐水解性、耐候性要优于其他系聚酯，在设计合成对耐候性要求较高场合使用的聚氨酯胶粘剂时要多考虑此类聚酯。所用的二元醇中，新戊二醇和甲基丙二醇由于含有侧链基团，使得大分子规整性变差，导致其结晶性能较差，光学性变好，粘附性也会更好一些。特别是新戊二醇，其对称的两个侧甲基由于空间位阻效应，对大分子链上的薄弱位点－酯键所起的盾形保护作用，使得其酯化物的耐水性大大优于乙二醇、丙二醇等其他常用的直链二元醇。所用的多元醇中，三羟甲基丙烷和季戊四醇结构紧凑，使得大分子内聚力增强，同时能减少分子间的距离，减少外界分子对大分子的破坏，显著提高聚酯树脂的耐高温和耐候性。

随着建筑、汽车、船舶、城市轨道交通、新能源等行业的蓬勃发展，对于户外建筑和各种户外用仪器设备，他们对耐候性能要求极高。例如太阳能电池背板要求必须达到25年以上的使用年限，这对其中所用到的胶粘剂耐候性和复合强度提出了相当高的要求，然而一般普通的聚氨酯胶粘剂用己二酸系聚酯多元醇很难满足户外苛刻的耐候性要求。因此开发耐候性好的胶粘剂以满足社会生产与生活需要，越来越引起人们的关注。

发明内容