一种透明粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种透明粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用，该聚酯树脂的原料包含多元酸、具有支链的二元醇、改性剂，改性剂包含三种分别具有碳氮六元环结构的特定改性化合物，同时实现化学改性和物理改性；该聚酯树脂为无定形态，将其应用于同样具有碳氮六元环结构的异氰尿酸三缩水甘油酯固化体系的粉末涂料后，不仅能够在不添加颜填料的基础上赋予粉末涂料优异的成膜硬度和透明度，而且能够在提高耐候性的同时基本不降低涂膜的柔韧性。高耐候性的同时基本不降低涂膜的柔韧性。高耐候性的同时基本不降低涂膜的柔韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种透明粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及粉末涂料领域，尤其涉及汽车铝轮毂等高档装饰的表面罩光涂料，具体涉及一种透明粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]作为环保型涂料，粉末涂料在涂装过程中基本没有挥发性有机物排放，具有高生产效率、优良涂膜性能、生态环保和经济性等优势。许多高档装饰的表面罩光涂料改为了透明粉末涂料，尤其是汽车轮毂等零部件厂家，但正是由于透明粉末涂料常用于高档装饰面，人们对涂层的流平、透明度、耐候及耐腐蚀等性能往往有着更高的需求。
[0003]目前，市场上常用的透明粉末涂料体系主要有丙烯酸粉末涂料和纯聚酯粉末涂料，实践发现，丙烯酸透明粉末涂料使用过程中易出现如下一些问题：1、在粉末固化收缩过程中容易造成涂装件边角涂装不到位、覆盖率低的问题，从而导致涂层耐腐蚀性能降低；2、非常容易与其他粉末发生相互干扰，出现缩孔等表面缺陷，对于生产条件有较高要求；3、粉末贮存稳定性差，温度稍高时粉末发粘、结团，影响后续喷涂使用；4、形成的涂膜柔韧性差，抗冲击性能不好；而纯聚酯粉末涂料与丙烯酸粉末涂料体系相比，其形成的涂膜边角覆盖率相对较高，涂层完整度好，耐腐蚀性能优异，且国内的聚酯树脂生产工艺成熟，具有较低的原料成本与加工成本；因此，目前纯聚酯粉末涂料得到了较为广泛的应用。
[0004]纯聚酯粉末涂料根据使用的固化剂不同，具有异氰尿酸三缩水甘油酯固化体系与羟烷基酰胺固化体系，受羟烷基酰胺的固化机理影响，该体系粉末在固化时会有水生成，导致涂膜表面出现较多针孔，从而影响涂膜的耐腐蚀性能，因此，用于透明涂膜的纯聚酯粉末涂料一般采用异氰尿酸三缩水甘油酯固化体系。
[0005]然而，异氰尿酸三缩水甘油酯固化体系的纯聚酯粉末涂料制备的涂膜仍然或多或少地存在着如下一些较难以克服的问题，例如透明度不高、涂膜外观不佳，耐候性与柔韧性难以兼顾；尤其是，透明粉末涂料基于透明性的要求，配方中会避免添加颜填料（例如钛白粉、硫酸钡等）以减少对透明度的影响；但是，正是因为制粉配方中没有添加颜填料，使其生成的涂膜的硬度一般较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的透明粉末涂料用聚酯树脂，该聚酯树脂应用于异氰尿酸三缩水甘油酯固化体系的粉末涂料后不仅能够在不添加颜填料的基础上赋予粉末涂料优异的成膜硬度和透明度，而且能够在提高耐候性的同时基本不降低涂膜的柔韧性，克服了现有技术中耐候性与柔韧性存在的顾此失彼的问题。
[0007]本专利技术同时还提供了一种上述透明粉末涂料用聚酯树脂的制备方法。
[0008]本专利技术同时还提供了一种包含上述透明粉末涂料用聚酯树脂的粉末涂料。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案是：一种透明粉末涂料用聚酯树脂，
该聚酯树脂的原料包含多元酸、具有支链的二元醇、改性剂，所述改性剂包含式（Ⅰ）所示化合物、式（Ⅱ）所示化合物、式（Ⅲ）所示化合物；，式（Ⅰ）中，R1为C1‑6亚烷基；，式（Ⅱ）中，R2为C3‑6支链烷基，n为1、2、3或4；，式（Ⅲ）中，R3为C1‑3直链亚烷基，R4、R5独立地为氢或C1‑3烷基；该聚酯树脂为无定形态；且以质量百分含量计，该聚酯树脂的原料中，所述式（Ⅰ）所示化合物的添加量为8%
‑
12%，所述式（Ⅱ）所示化合物的添加量、所述式（Ⅲ）所示化合物的添加量分别小于0.5%且大于0.01%。
[0010]在本专利技术的一些优选实施方式中，式（Ⅰ）中，R1为
‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH(CH3)
‑
。根据本专利技术的一个具体方面，式（Ⅰ）中，R1为
‑
CH2‑
CH2‑
。
[0011]在本专利技术的一些优选实施方式中，式（Ⅱ）中，R2为异丙基、异丁基或叔丁基。根据本专利技术的一个具体方面，式（Ⅰ）中，R2为叔丁基。
[0012]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，式（Ⅱ）中，每个苯环上，n为2，两个R2在苯环上的取代位置为间位，且苯环上的羟基的取代位置在两个R2的取代位置的中间。
[0013]根据本专利技术的一个具体方面，所述式（Ⅱ）所示化合物的结构式为式（
Ⅱ‑
1）所示：
。
[0014]在本专利技术的一些优选实施方式中，式（Ⅲ）中，R3为
‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
，R4、R5独立地为氢、甲基、乙基或丙基。根据本专利技术的一个具体方面，R3为
‑
CH2‑
，R4、R5独立地为氢。
[0015]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述多元酸为间苯二甲酸，所述具有支链的二元醇为2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇。
[0016]在本专利技术的一些优选实施方式中，以质量百分含量计，该聚酯树脂的原料中，所述多元酸占57%
‑
66%，所述具有支链的二元醇占25%
‑
31%，所述式（Ⅰ）所示化合物占8%
‑
12%，所述式（Ⅱ）所示化合物占0.04%
‑
0.08%，所述式（Ⅲ）所示化合物占0.09%
‑
0.13%。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，该聚酯树脂的原料还可以包括抗氧稳定剂和/或固化促进剂等。
[0018]进一步地，所述抗氧稳定剂可以为亚磷酸三苯酯、四[β
‑
（3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯、亚磷酸三（2,4
‑
二叔丁基苯基）酯等。
[0019]进一步地，所述固化促进剂可以为乙基三苯基溴化膦等。
[0020]进一步地，本专利技术中，该聚酯树脂的玻璃化转变温度为60
‑
64℃，数均分子量为5500
‑
8000，在200℃时粘度为4500
‑
6000mPa
·
s。
[0021]进一步地，本专利技术中，该聚酯树脂的酸值为30
‑
36mgKOH/g。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，在制备该聚酯树脂的过程中，所述式（Ⅰ）所示化合物参与化学反应，在反应结束后，获得中间产物，然后将所述式（Ⅱ）所示化合物、所述式（Ⅲ）所示化合物分别分散在所述中间产物中。
[0023]本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的透明粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，所述制备方法包括：将所述具有支链的二元醇、所述式（Ⅰ）所示化合物在带精馏柱的反应釜中混合熔融后，加入部分所述多元酸、催化剂，在保护气氛下升温至235
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，该聚酯树脂的原料包含多元酸、具有支链的二元醇、改性剂，所述改性剂包含式（Ⅰ）所示化合物、式（Ⅱ）所示化合物、式（Ⅲ）所示化合物；，式（Ⅰ）中，R1为C1‑6亚烷基；，式（Ⅱ）中，R2为C3‑6支链烷基，n为1、2、3或4；，式（Ⅲ）中，R3为C1‑3直链亚烷基，R4、R5独立地为氢或C1‑3烷基；该聚酯树脂为无定形态；且以质量百分含量计，该聚酯树脂的原料中，所述式（Ⅰ）所示化合物的添加量为8%
‑
12%，所述式（Ⅱ）所示化合物的添加量、所述式（Ⅲ）所示化合物的添加量分别小于0.5%且大于0.01%。2.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，式（Ⅰ）中，R1为
‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH(CH3)
‑
。3.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，式（Ⅱ）中，R2为异丙基、异丁基或叔丁基。4.根据权利要求3所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，式（Ⅱ）中，每个苯环上，n为2，两个R2在苯环上的取代位置为间位，且苯环上的羟基的取代位置在两个R2的取代位置的中间。5.根据权利要求4所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，所述式（Ⅱ）所示化合物的结构式为式（
Ⅱ‑
1）所示：
。6.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，式（Ⅲ）中，R3为
‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
，R4、R5独立地为氢、甲基、乙基或丙基。7.根据权利要求6所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，式（Ⅲ）中，R3为
‑
CH2‑
，R4、R5均为氢。8.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，所述多元酸为间苯二甲酸，所述具有支链的二元醇为2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，以质量百分含量计，该聚酯树脂的原料中，所述多元酸占57%
‑
66%，所述具有支链的二元醇占25%
‑
31%，所述式（Ⅰ）所示化合物占8%
‑
12%，所述式（Ⅱ）所示化合物占0.04%
‑
0.08%，所述式（Ⅲ）所示化合物占0.09%
‑
0.13%。10.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，该聚酯树脂的玻璃化转变温度为60
‑
64℃，数均分子量为5500
‑
8000，在200℃时粘度为4500
‑
6000mPa
·
s；和/或，该聚酯树脂的酸值为30
‑
36mgKOH/g。11.根据权利要求1所述的透明粉末涂料用聚酯树脂，其特征在于，在制备该聚酯树脂的过程中，所述式（Ⅰ）所示化合物参与化学反应，在反应结束后，获得中间产物，然后将所述式（Ⅱ）所示化合物、所述式（Ⅲ）所示化合物分别分散在所述中间产物中。12.一种权利要求1
‑
11中任一项所述的透明粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将所述具有支链的二元醇、所述式（Ⅰ）所示化合物在带精馏柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈湛秋，王继文，李长胜，胡波，
申请(专利权)人：张家港市华昌新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：