一種haa固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種聚醋樹脂，具體設(shè)及HAA固化卷材粉末涂料用純聚醋樹脂，同時 本發(fā)明還設(shè)及該聚醋樹脂的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 卷鋼的涂裝是一種預涂方法，是與傳統(tǒng)的"后涂"不同的涂裝方式。由于具有簡化 生產(chǎn)工藝、高效施工、節(jié)省投資和運轉(zhuǎn)費用、符合環(huán)保法規(guī)、性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法等一系列優(yōu) 勢，無論在油漆還是別的類型涂料領(lǐng)域，都是今后涂料業(yè)的一種發(fā)展方向。眾所周知，傳統(tǒng) 的液體卷材涂料在20世紀50年代末60年代初即己被成功開發(fā)并應(yīng)用。至今為止，幾乎所 有的預涂卷材彩板都是使用液體卷材涂料來涂裝的。但是，由于液體卷材涂料含有對環(huán)境 有害的有機溶劑（VOC)等，歐美等國家陸續(xù)出臺越來越嚴格的環(huán)保法規(guī)，涂料生產(chǎn)廠家一 直在尋找開發(fā)能夠取代液體卷材涂料的產(chǎn)品和技術(shù)。粉末涂料由于不含任何溶劑，具有零 VOC的優(yōu)點，從環(huán)保角度上來講，是取代傳統(tǒng)液體卷材涂料的最佳選擇。在最近十多年來，很 多科研單位，涂料公司和卷材彩板生產(chǎn)商，進行了有關(guān)粉末卷材涂料的開發(fā)，生產(chǎn)W及應(yīng)用 上的試驗，并取得了一定的成功。如CN103755931A中報道了一種卷材聚醋樹脂的制備方法 及其在粉末涂料上的應(yīng)用，該聚醋與TGIC固化后制備的聚醋粉末涂料具有較好的抗彎折 性，附著力，沖擊，流平，耐候等性能。由于該聚醋是TGIC固化，不利于環(huán)保，同時該聚醋制 備的粉末涂料的膠化時間偏長，不能在短時間內(nèi)快速固化，并不適合高速卷鋼涂裝線。
[0003] 與液體卷材涂料相比，如何能在快速卷材涂裝線上，用粉末卷材涂料對卷材進行 連續(xù)的，均勻的涂裝，并對涂裝后的涂膜進行快速的固化，而涂裝線的長度不太長；同時又 能夠快速換色，并保證涂裝后的彩板成本與液體涂料有競爭性，是一個巨大的挑戰(zhàn)。
[0004] 目前主要的卷材粉末涂料的技術(shù)瓶頸在于快速涂裝和快速固化上，前者設(shè)及涂裝 設(shè)備和工藝，而后者則設(shè)及粉末涂料的配方和固化方式。本發(fā)明側(cè)重于對后者的報道。卷 材粉末涂料不僅要求涂膜能在短時間內(nèi)（幾十秒）固化，而且要求固化后的涂膜具有良好 的硬度、柔初性、耐候性、耐化學品性、耐溶劑性、耐腐蝕性、附著性和抗沖擊性等，運就對聚 醋樹脂要求很高。一般來說，常規(guī)的聚醋粉末涂料的一般要在180°c~210°C條件下烘烤 10~20min才能固化完全，而將固化溫度提高到270°C左右，固化時間縮短為幾十秒時，涂膜 將出現(xiàn)固化不完全，導致涂層抗沖擊性能下降，附著力差，彎曲性能差和耐候性不足等不良 現(xiàn)象。所W，本發(fā)明報道一種適合高速卷鋼粉末涂料用聚醋樹脂，該樹脂既能在高溫下短時 間內(nèi)（幾十秒）完全固化，又能保證固化后的涂膜能滿足卷鋼涂料對涂層的各項性能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供一種HAA固化卷材粉末涂料用純聚醋樹脂，該聚醋樹脂 具有較短的固化時間，制備的粉末涂料涂層具有良好的硬度、柔初性、耐候性、耐化學品性、 耐溶劑性、耐腐蝕性、附著性和抗沖擊性等。
[0006] 本發(fā)明目的通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種HAA固化卷材粉末涂料用純聚醋樹 月旨，其平均官能度I. 85~I. 95,酸值68~74m巧OH/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度60~65°C，軟化點 102~108°C，200°C烙體粘度3000~eOOOmPa.S，180°C反應(yīng)性60~100s。主要由W下質(zhì)量 分數(shù)的單體組分經(jīng)烙融縮聚反應(yīng)得到： 二元醇30~35% 芳香二元酸52~63% 脂肪二元酸1.8~11. 5% 多元醇1. 5~3. 0〇/〇 上述單體組分中，所述的二元醇為新戊二醇、環(huán)己燒二甲醇、2-乙基-2-下基-1，3-丙 二醇和2-甲基-1，3-丙二醇的一種或幾種的組合。所述的芳香二元酸為對苯二甲酸和間 苯二甲酸中的一種或兩種的組合。所述的脂肪二元酸為環(huán)己燒二甲酸和己二酸中的一種或 兩種的組合。所述的多元醇為=徑甲基丙烷、=徑甲基乙燒和=(2-徑乙基）異氯尿酸醋 中的一種或幾種的組合。
[0007] 添加少量醋化催化劑可W加速縮聚反應(yīng)的進行。所述醋化催化劑為鐵系催化劑化 合物，包括鐵酸正下醋或鐵酸異丙醋。醋化催化劑添加量為反應(yīng)單體組分總量的0. 15~ 0. 3%O
[0008] 本發(fā)明的目的之二是提供上述HAA固化卷材溫粉末涂料用純聚醋樹的制備方法。
[0009] 本發(fā)明所述的HAA固化卷材粉末涂料用純聚醋樹的制備方法，在反應(yīng)蓋中，加入 配比量的二元醇和多元醇，加熱升溫至物料烙化，然后依次加入配比量的芳香二元酸和醋 化催化劑，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，至185°C醋化水開始生成并饋出，逐漸升溫至240°C，反應(yīng) 10~13小時至95%的醋化水排出后，酸值達到20~24m巧OH/g，加入酸解劑，反應(yīng)2. 5~ 地，酸值達到80~85m巧OH/g，抽真空縮聚約2. 5~地，酸值達到68~74m巧OH/g，停止反 應(yīng)得到HAA固化卷材粉末涂料用純聚醋樹脂。
[0010] 采用本發(fā)明合成的聚醋樹脂制備卷材粉末涂料的步驟為將合成的純聚醋樹脂分 別與固化劑HAA、顏填料及其他助劑按一定比例稱好后混勻，烙融擠出、冷卻破碎、粉碎過篩 制成粉末涂料即可。顏填料包括鐵白粉、獻青綠、獻青藍、硫酸領(lǐng)等，其他助劑包括安息香、 流平劑、脫氣劑等。
[0011] 本發(fā)明方法制備的聚醋樹脂平均官能度1. 85~1. 95,酸值68~74m巧OH/g，玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度60~65°C，軟化點102~108°C，200°C烙體粘度（ICI錐平板粘度計）3000~ eOOOmPa?S，180°C反應(yīng)性60~100s。本發(fā)明方法制備的聚醋樹脂具有合適的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度W及粘度，制備的粉末涂料具有較短的膠化時間和較快的固化速度，制備的粉末涂層具 有良好的硬度、柔初性、耐候性、耐化學品性、耐溶劑性、耐腐蝕性、附著性和抗沖擊性等。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行說明，表1為聚醋樹脂的實施例。在反應(yīng)蓋中，加入 表1所列配比量的新戊二醇、=徑甲基丙烷、=徑甲基乙燒、=(2-徑乙基）異氯尿酸醋， 加熱升溫至物料烙化；然后加入對苯二甲酸、下基錫氧化物，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，185°C左 右醋化水開始生成并饋出，然后逐漸升溫至240°C，反應(yīng)10~13小時至95%的醋化水排出 后，酸值達到20~24m巧OH/g，加入酸解劑間苯二甲酸或己二酸，反應(yīng)2. 5~地，酸值達到 80~85m巧OH/g，抽真空縮聚約2. 5~也酸值達到68~74m巧OH/g，即可停止反應(yīng)。
[001引聚醋樹脂的平均官能度：1. 85~I. 95 ;酸值：68~74m巧OH/g;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度： 60~65°C;軟化點：102~108°C;200°C烙體粘度（ICI錐平板粘度計):3000~eOOOmPa.S; 180°C反應(yīng)性：60~100s。
[0014]用本發(fā)明方法合成的聚醋樹脂的性能可通過制成的粉末涂料的性能來體現(xiàn)。將本 發(fā)明合成的聚醋樹脂A~E分別與固化劑化-552、流平劑GLP588、鐵白粉、獻青藍、硫酸領(lǐng)、 增光劑、脫氣劑和其他顏料等按表2中的比例稱好后混勻，用螺桿擠出機烙融分別擠出、壓 片、破碎，然后將片料粉碎過篩制成粉末涂料(詳見實施例1~5)。粉末涂料采用靜電噴槍噴 涂在經(jīng)表面處理(憐化)的金屬板上，經(jīng)280°C/60s固化，再進行各種性能測試，性能測試結(jié) 果如表2所示。
[0015] 將實施例I~5制得的涂層按照國標進行性能測試。卵VB老化24化后涂層 保光率測試依據(jù)GB/T14522-2008,膠化時間根據(jù)GB/T16995-1997測試，光澤根據(jù)GB/ T9754-2007測試，沖擊根據(jù)GB/T1732-1993測試，附著力根據(jù)GB/T9286-1998測試，T 彎實驗根據(jù)GB/T30791-2014測試。中性鹽霧試驗（500h)根據(jù)GB/T1771-91測試。由表 1~2可知，本發(fā)明方法制備的卷材聚醋樹脂與HAA制備的粉末涂料的膠化時間比較短，表 明粉末涂料在高溫下短時間內(nèi)可W快速固化充分，且固化后的涂層具有良好的柔初性和彎 曲性能，能很好的滿足卷材涂料對機械性能方面的要求，同時，涂層也表現(xiàn)出了其他較好的 綜合性能，如水煮性能、耐候性能和耐鹽霧性能等，該聚醋樹脂能很好的運用于卷材涂裝領(lǐng) 域。
【主權(quán)項】
1. 一種HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，為端羧基飽和聚酯樹脂，其 平均官能度1. 85~1. 95,酸值68~74mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度60~65°C，軟化點102~ 108°C，200°C熔體粘度3000~6000mPa?s，180°C反應(yīng)性60~100s，由以下質(zhì)量分數(shù)的單體 組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到： 二元醇 30~35% 芳香二元酸52~63% 脂肪二元酸L8~11. 5% 多元醇 L5~3. 0%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述的二元 醇為新戊二醇、環(huán)己烷二甲醇、2-乙基-2- 丁基-1，3-丙二醇和2-甲基-1，3-丙二醇的一 種或幾種的組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述的 芳香二元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述的 脂肪二元酸為環(huán)己烷二甲酸和己二酸中的一種或兩種的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述的 多元醇為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷和三（2-羥乙基）異氰尿酸酯中的一種或幾種的組 合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，反應(yīng)中 添加為反應(yīng)單體組分總質(zhì)量的0. 15~0. 3%的酯化催化劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述酯化催 化劑為鈦系催化劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，其特征在于，所述鈦系催 化劑為鈦酸正丁酯或鈦酸異丙酯中的一種或幾種組合。9. 權(quán)利要求6或7所述的HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹的制備方法，其特征在于， 在反應(yīng)釜中，加入配比量的二元醇和多元醇，加熱升溫至物料熔化，然后依次加入配比量的 芳香二元酸和酯化催化劑，通氮氣繼續(xù)升溫反應(yīng)，至185°C酯化水開始生成并餾出，逐漸升 溫至240°C，反應(yīng)10~13小時至95%的酯化水排出后，酸值達到20~24mgKOH/g，加入酸 解劑，反應(yīng)2. 5~4h，酸值達到80~85mgKOH/g，抽真空縮聚約2. 5~4h，酸值達到68~ 74mgKOH/g，停止反應(yīng)得到HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種HAA固化卷材粉末涂料用純聚酯樹脂，為端羧基飽和聚酯樹脂，平均官能度1.85～1.95，酸值68～74mgKOH/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度60～65℃，軟化點102～108℃；200℃熔體粘度3000～6000mPa·s，180℃反應(yīng)性60~100s，由以下質(zhì)量分數(shù)的單體組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到：二元醇30～35%、芳香二元酸52～63%、脂肪二元酸1.8～11.5%、多元醇1.5～3.0%。本發(fā)明還公開了該聚酯樹脂的制備方法。該聚酯樹脂具有較高的反應(yīng)活性和較短的固化時間，適合卷材涂料要求的快速固化體系，由此制得的粉末涂料綜合性能優(yōu)異，在280℃/60s條件下固化后，制備的粉末涂料涂層具有良好的硬度、柔韌性、耐候性、耐化學品性、耐溶劑性、耐腐蝕性、附著性和抗沖擊性等。
【IPC分類】C09D167/02, C08G63/85, C08G63/78, C08G63/685, C09D7/12, C08G63/20, C09D5/03, C09D5/08
【公開號】CN105218795
【申請?zhí)枴緾N201510687701
【發(fā)明人】曾歷, 李勇, 何濤, 陶志榮, 王偉躍
【申請人】廣州擎天材料科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月22日