[发明专利]一种POSS改性的水溶性聚酯树脂及制备方法及含有该聚酯的水性涂料

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种POSS改性的水溶性聚酯树脂及制备方法及含有该聚酯树脂的水性涂料。

背景技术

溶剂型饱和聚酯树脂改性方法较多，如环氧改性、丙烯酸改性，有机硅改性和聚氨酯改性等。其中采用封闭型异氰酸酯改性聚酯树脂，或直接涂料中加入聚异氰酸酯到中涂漆中,以提高漆膜的交联度 ,从而增强涂层的机械性能。

但随着环保意识的增强，水性涂料越来越受到人们的重视。如专利CN200810035589，该发明为一种POSS/聚氨酯水性复合涂料及其制备方法。该水性复合涂料由下述方法制备获得：先水解法制备未封端的POSS，再采用硅烷偶联剂KH-550对其进行封端制得一种含胺基的POSS；最后将该POSS与水性聚氨酯分散体进行化学复合制备一种POSS/聚氨酯水性复合涂料。本发明公开了带有单官能团（—NH2）的POSS改性水性聚氨酯分散体，该纳米结构以悬挂长链的两端形式，增强了涂料的性能，具有良好的室温贮存性能、硬度和耐水性能，并且耐热性及抗紫外光性能优异。但该方法属于对水分散体的改善，对水溶性产品关于水溶性提高没有涉及，并且合成中损失了一定的固化反应基团，对交联密度没有增强作用。

发明内容

本发明为解决现有的用于水溶性涂料的树脂的水溶性差的技术问题，提供一种水溶性好的聚酯树脂及其制备方法及含有该聚酯树脂的水性涂料。

本发明公开了一种POSS改性的水溶性聚酯树脂，所述聚酯树脂具有如下结构：

其中，POSS为(SiO_1.5)m(C₆H₅)_x(C₆H₄COOH)_y，m=8、10、12，x=1～m，y=m-x；

0〈y₁〈y ，0〈y₂〈y且y=y₁+y₂；

X ₁、X ₂和X₃各自独立为—H或C₁～C₁₆的烷基或 (CH₂)zOH，Z=1～6的整数；

R1为H或C₁～C₁₆的烷基或苯环基团中至少一种；

R2为H或C₁～C₁₆的烷基或苯环基团中至少一种；

R3为H或C1～C16的烷基或苯环基团中至少一种；

n为1～1000的整数倍；

n₁为0～1000的整数倍；

n₂为0～1000的整数倍；

n ₃为0～100的整数倍。

本发明还公开了一种POSS改性的水溶性聚酯树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、预聚合，在催化剂存在的情况下，将二元酸、三元酸和二元醇预聚反应，形成预聚物；

S2、脱水缩聚，向预聚物中加入多羧基POSS进行脱水缩聚，得到缩聚物；

S3、中和，向缩聚物中加入胺类中和剂进行中和即可得到所述的聚酯树脂；

其中，二元酸、三元酸以-COOH计，二元醇以-OH计，二元酸、二元醇、三元酸的摩尔比为1：0.6～1.05：0.00～0.1。

本发明还公开了一种一种水溶性涂料，该涂料包括水溶性聚酯树脂、水溶性氨基树脂和添加剂；其中，所述水溶性聚酯树脂为本发明所述的聚酯树脂。本发明引入多羧基POSS到主链中，通过分子量和单体比例来调节树脂的硬度和韧性，提高了树脂的水溶性，增强涂层的表面强度，最终得到具有优异机械性能的水溶性聚酯树脂。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种POSS改性的水溶性聚酯树脂，所述聚酯树脂具有如下结构：

其中，POSS为(SiO_1.5)m(C₆H₅)x(C₆H₄COOH)_y，m=8、10、12，x=1～m，y=m-x；