[发明专利]一种含二苯醚结构聚酯树脂和粉末涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含二苯醚结构聚酯树脂和粉末涂料及其制备方法，该树脂内部结构单元含二苯醚结构；按照质量份数，该树脂由以下组分组成：芳香二元酸40‑60份、二元醇30‑40份、支化剂0.01‑2份、酸解剂0.01‑5份、酯化催化剂0.03‑0.2份、抗氧剂0.01‑1.5份、固化促进剂0.01‑1份。本发明通过调控芳香二元酸中二苯醚结构的含量，玻璃化转变温度(Tg)58℃，5％热失重温度405.2℃，135℃时零剪切复数粘度1750Pa.S。本发明的树脂制备的粉末涂料可实现135℃进行低温固化，具有优异的储存稳定性以及漆膜的流平性。

技术领域

本发明属于聚酯树脂制备领域，具体涉及一种含二苯醚结构用聚酯树脂，以及基于该树脂制备的粉末涂料。

背景技术

粉末涂料具有高生产效率、优良涂膜性能、生态环保和经济的特点，得到世界涂料和涂装行业的重视，并成为在各种涂料品种中发展速度最快的品种。其中，聚酯树脂为主要成分的热固性粉末涂料是粉末涂料主要品种，其市场份额已经达到50％左右。随着粉末涂料在新兴领域拓展，对聚酯产品在节能、耐候、耐腐蚀的性能和卷材、木材、集装箱等应用场景也提出了一些新要求。粉末涂料的低温化是限制粉末涂料应用领域拓展的主要瓶颈。通常情况下粉末涂料需要在180～200℃下经过10～20min才能固化，而一般工业用液体涂料在60～120℃下也只需要10～20min便能固化，因此限制了粉末涂料在热敏底材和大型钢结构件等涂装领域的应用。

国内外已有不少粉末涂料低温化专用树脂的专利技术，其中，US6555226通过采用较多(90％)间苯二甲酸单体替代对苯二甲酸来降低玻璃化转变温度和固化温度；US8901250采用混合低玻璃化转变温度(≤45℃)聚酯方法降低固化温度(150℃)；US9296917采用通过热自由基引发剂与无定形不饱和聚酯树脂反应的方法降低固化温度(130℃)；US9475956通过引入异山梨醇和环烷基二醇单体降低固化温度(140℃)；EP20070251729通过引入含磷聚酯降低固化温度；US20150024194合成酸值为约45至65的羧基官能聚酯树脂，实现能够在约120至135℃的温度下完全固化；CN201810327149.9合成的聚酯树脂链段中自带咪唑催化官能团，无需额外添加低温固化促进剂；CN201811320256.5引入8-18mol％丝氨醇单体聚合，丝氨醇中的氨基带有碱性，具有固化促进的作用。

对应粉末涂料用聚酯树脂而言，降低熔融温度(T_m)或熔体粘度是首要指标，其对粉末涂料降低固化温度和提高流平性能具有重要意义；提高或稳定玻璃化转变温度(T_g)是必要指标，其对粉末涂料的储存稳定防止结块上具有指导意义。然而一般聚合物随着结构改变，T_m和T_g发生同时增加或减小的变化，即不能同时满足降低固化温度和提高流平性能和提高储存稳定性的双重要求，这也是聚酯树脂设计的最大困难。

4,4’-二苯醚二甲酸是一种重要的高分子单体，主要用于制备高性能的聚苯并恶唑树脂，聚芳醛树脂，高性能纤维，绝缘材料以及热塑性液晶聚合物。在聚酯合成领域中，CN105440268将其用于合成脂肪族-芳香族-聚乳酸多嵌段共聚物，用于实现改性聚乳酸改性；WO2015016260A1将其用于合成较低分子量聚酯，应用于润滑油领域；CN106835331、CN106801265、CN106835336和CN106835334将其用于合成涤纶纤维，其刚性结构能够减弱纤维的挤出胀大效应，进而制备保形效果较好。

通常二苯醚结构具有较多芳环，被认为是刚性结构。研究认为部分刚性结构的引入会破坏了分子链的有序排列，因而增大了分子链间距离，导致分子间相互作用减弱粘度下降；但随着刚性结构持续增加，分子间摩擦阻力会显著提升反而会致使粘度增大。

发明内容