一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂pg电子最新网站入口及其制备方法与流程
自上世纪七十年代问世以来,粉末涂料因其不含有机溶剂,100%为固体成分,相比常规涂料,具有无污染、节省能源和资源、涂膜机械强度高以及过量涂料可完全回收等优点,正越来越广泛地应用于家用电器、汽车工业、办公用具、金属材料、户外建筑等外壳的涂装。耐热性粉末涂料是指可以长期经受200℃以上的温度,涂膜良好,并能使保护对象在高温环境中正常发挥作用的粉末涂料。从聚合物结构分析,聚合物的耐热性主要取决于其分子结构。聚酯树脂由于其主链结构是以C-O键为主,耐热性较差,在一定高温的条件下使用后容易老化,支撑的粉末涂料在经过高温烘烤后涂层会有粉化、脱落现象,因此在一些特殊环境下使用的聚酯粉末涂层材料需要进行改性来提升器耐热性能。
全氟聚醚(PFPE)具有耐热、抗氧化、抗辐射、耐腐蚀、不燃等特性,在材料领域中得到广泛的应用。采用PFPE-聚氨酯、PFPE-聚酯、PFPE-环氧树脂等制备的涂料应用广泛,取得很好的效果。如制成自清洁型涂料,用于高层建筑和跨海大桥,使用10~20a仍有保护和装饰作用;用于海洋石油开采平台和钻井设备,耐久性达10a以上。杜邦公司曾将PFPE氟涂料用于铝幕墙上,涂层在光氧化过程中呈现出极高的稳定性、优良的耐候性和优越的耐沾污性,易擦拭或通过雨水进行清洁。PFPE氟树脂可制成高固体分涂料,不仅具有很好的户外耐候性、耐磨性和耐化学药品性,同时符合环保要求,因此PFPE氟涂料的研究引起人们极大的关注。利用全氟聚醚进行改性的粉末涂料也已经有大量的研究,但是使用全氟聚醚改性聚酯粉末添加到粉末涂料中,会大幅降低涂层的附着力,并且其固化温度会大幅上升。
目前通常的全氟聚醚改性聚酯粉末涂料在固化时都需要较高的温度,一般在200℃左右。过高的固化温度不仅导致其在工程塑料、木材及金属合金材料领域中应用受到限制,而且增加了能源的消耗,同时也影响了生产效率。因此,开发在低温下(140-160℃)就能充分固化的全氟聚醚改性聚酯粉末涂料体系,不仅可以大幅减少能源消耗和浪费,而且可以极大拓宽其应用领域,具有非常广阔的市场前景。
CN102010501A公开了一种β-羟烷基酰胺低温固化耐候型粉末涂料用聚酯树脂,由包括以下重量百分比含量的组分经熔融缩聚反应得到:多元醇25~45%、芳香多元酸40~55%、脂肪多元酸0~8%、支化剂0~5%、酸解剂5~15%、酯化催化剂0.01~0.15%。所述聚酯树脂具有较低的固化温度,较好的流平性能、机械性能和良好的抗厚膜针孔。
CN103396537A公开了一种耐高温黄变热固型聚酯树脂制备方法。该方法引入分子结构比较复杂的环乙烷二甲醇和环乙烷二甲酸来提高聚合物的热稳定性,同时采用新型多元受阻酚型抗氧剂及亚磷酸型抗氧剂复合使用,抗氧剂在树脂中的百分比为0.3~1%。所制备的粉末涂料的板面流平和机械性能良好,特别是耐高温黄变性能优异,在300℃下烘烤2小时后检测其色差值(ΔΕ<1.0)。
本发明对现有技术进行了改进,具体来说,就是对聚酯树脂在制备的过程中加入端羟基全氟聚醚以进一步提高涂料的物理性能,同时为了克服端羟基全氟聚醚在反应体系中的分散度不佳的问题,加入磷酸酯衍生物,使端羟基全氟聚醚与多元醇在酯化过程中进行交叉组合,提高产品的稳定性。申请人意外的发现,在高酸值聚酯树脂中加入端羟基全氟聚醚与多元醇共同作为酯化原料,得到的混合聚酯的固化温度大大低于端羟基全氟聚醚单独酯化得到的聚酯产品;此外,由于磷酸酯衍生物的加入避免了酯化过程中出现分散不均匀而影响产品稳定性的问题。得到的聚酯树脂产物化学稳定性高,相对于端羟基全氟聚醚树脂酯降低了固化温度,而且还克服了聚酯树脂涂层的附着力不佳的问题,取得了意料不到的技术效果。
一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂,所述聚酯树脂主要由以下重量份的组分聚合而成:端羟基全氟聚醚20-60份,多元酸30-70份,多元醇10-50份,磷酸酯衍生物1-5份,封端剂5-15份,酯化催化剂0.05-0.3份;所述聚酯树脂酸值为65~75mgKOH/g,玻璃化转变温度为55~65℃,熔融粘度为1500~5500mPa.s(200℃),原料中羟基与羧基的摩尔比为0.80-0.95:1。
其中所述多元醇是新戊二醇、己二醇、甘油5-10%、三羟甲基乙烷、葡萄糖中的一种或多种,优选所述多元醇包含以下组分,新戊二醇20-55mol%、己二醇20-35mol%、甘油5-10%、三羟甲基乙烷5-25mol%、葡萄糖5-10mol%。
所述多元酸是间苯二甲酸、对苯二甲酸、丁二酸酐、己二酸、均苯四甲酸二酐、马来海松酸中的一种或多种;优选所述多元酸包含以下组。