[发明专利]一种β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯树脂，尤其涉及β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，本发明还涉及该聚酯树脂的制备方法。

背景技术

粉末涂料以其自身卓越的优点正逐渐替代有机溶剂型涂料，成为涂料行业中的重要发展方向，自上世纪90年代以来一直保持着较快的增长速度。国内粉末涂料主要是应用在家用电器、建筑铝型材、管道防腐、普通涂装四大方面，但与国外相比，我国的粉末涂料结构与国外有较大的差异，主要表现在国外普通涂装粉末涂料占粉末涂料市场的64％，国内普通涂装粉末涂料占粉末涂料市场的18％；国外的家电粉末涂料占粉末涂料市场的10％，而国内家电粉末涂料占粉末市场的45％；国外建筑铝型材粉末涂料占粉末涂料市场的12.5％，而国内建筑铝型材粉末涂料占粉末涂料市场的20％；国外防腐管道粉末涂料占粉末涂料市场的3％，而国内防腐管道粉末涂料占粉末涂料市场的17％，国内粉末涂料还有很大的发展空间。虽然粉末涂料的优点突出，但是热固性粉末涂料流平和固化温度较高(180℃～200℃)，固化时间较长(10～30min)。这样使得粉末涂料固化效率低，固化时走的流水线长，固化设备占用较多的空间，喷涂的效率也低。同时较长的固化时间也消耗了大量的热能。一般固化时间缩短2min，可节能15％左右。从节能降耗考虑，烘烤时间过长，直接导致生产周期变长。既浪费能源，又耗费时间，劳动生产率得不到有效提高。这样快速固化粉末涂料便成为涂装行业的一个有效降低能耗方法。

文献报到了不少多元醇和多元酸在有机锡催化剂的条件下直接聚合成快速固化聚酯树脂的方法，但是专门针对β-羟烷基酰胺快速固化聚酯树脂专利报道不多。美国专利US6184311B1报道了一种酸值为10～70mg KOH/g的粉末涂料用半结晶聚酯树脂的合成方法，文章只简单涉及了合成一种半结晶聚酯树脂，和普通聚酯树脂搭配使用，固化剂是β-羟烷基酰胺，可以在200℃/6min条件下固化。美国专利US2004230008A1里面谈到多组分快速固化粉末涂料的用聚酯树脂的合成，主要应用到部分长链的多元醇和位阻大的醇，以及长链的脂肪族酸类和部分的苯酐。中国专利200410054297.6公开了一种混合型低温快速固化抗菌型环氧聚酯粉体涂料及其制备方法，通过在环氧、聚酯树脂中加入氯化铵的有机取代物和咪唑类或HT-11的复合物为固化促进剂来实现快速固化，可以为合成快速固化聚酯树脂提供一定的参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂具有较高的玻璃化转变温度、软化点、粘度和存储稳定性，制备的粉末涂料具有优异的流平性能和机械性能、良好的抗厚膜针孔性能和老化性能。

本发明的另一目的在于提供上述β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂，由以下重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得到：

上述组分中，所述的多元醇为新戊二醇、2-乙基-2-丁基-1，3丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和乙二醇中的一种或几种的混合物；所述的芳香多元酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种或两种的混合物；所述的脂肪多元酸为己二酸、六氢苯酐和1，4-环己烷二甲酸中的一种或几种的混合物；所述的支化剂为三羟甲基丙烷或偏苯三酸酐；所述的酸解剂为间苯二甲酸、己二酸、1，4-环己烷二甲酸、偏苯三酸酐和六氢苯酐中的一种或几种的混合物，优选间苯二甲酸或1，4-环己烷二甲酸中的一种或两种的混合物；所述的酯化催化剂为锡类或者钛类化合物，尤其包括单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、钛酸四异丙酯。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：上述β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂的制备方法是：在反应釜中，加入配比量的多元醇和支化剂，加热升温至物料熔化；然后依次加入配比量的芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化剂，通氮气继续升温反应，至180℃酯化水开始生成并馏出，然后逐渐升温至230℃，共反应5～10小时至97％的酯化水排出后，酸值达到5～15mgKOH/g，加入酸解剂，反应3～5h，酸值达到45～55mgKOH/g，降温至220℃抽真空缩聚3～5h，酸值达到30～36mgKOH/g，即停止反应得到β-羟烷基酰胺快速固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂。