[發明專利]一種高性能水性涂料用的聚酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201110358498.5
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102516511A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 何濤;顧宇昕;曾定;萬貂;周年忠
• 申請（專利權）人: 中國電器科學研究院有限公司
• 主分類號: C08G63/20
• 分類號: C08G63/20;C08G63/78;C09D167/02
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;馬赟齋

技術領域

????本發明涉及一種涂料用的聚酯樹脂及其制備方法，尤其涉及一種高性能水性涂料用的聚酯樹脂及其制備方法。

技術背景

隨著各國法規對VOC的限制及人們對環保意識的增強，環保型涂料越來越受到市場的重視。而水性涂料作為一種環境友好型涂料，不需要特殊的施工設備，適用范圍廣，獲得了廣泛的應用。水性聚酯涂料是一類具有代表性的水性涂料，綜合性能優異，廣泛用于金屬和木器表面的保護和裝飾，具有光澤高、附著力強、豐滿度高、耐沖擊性優良等特點。但由于一般聚酯較易水解，導致水性聚酯的應用受到了一定的限制，但通過優化配方設計，可得到的耐水性好的聚酯樹脂。

大量文獻報到了多元醇和多元酸在有機錫催化劑的條件下合成水性涂料用聚酯樹脂的方法，但主要用于卷材涂料，且合成的酸值為65-75mg?KOH/g之間，且固含量較低，一般在50%以下，很少談及涂料的耐水性和存儲穩定性。另有，專利200710045920采用均苯四酸酐代替偏苯三酸酐的方法合成了粘度較低的水性樹脂，但采用的單體中酸包含有鄰苯二甲酸，由于鄰苯二甲酸本身的耐水性比較差，從而導致合成的聚酯樹脂耐水性受到影響。目前，市面上的水性聚酯涂料在使用的過程中常常會遇到耐水性差和儲存穩定性不佳的情況。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種高性能水性涂料用的聚酯樹脂，該聚酯樹脂粘度低、存儲穩定性好，采用的工藝簡單易行，用于聚酯樹脂/水性氨基樹脂固化體系中，且制備的水性涂料具有優異的耐水性能、高光澤和優異的機械性能。

本發明的目的之二是提供上述高性能水性涂料用的聚酯樹脂的制備方法。

本發明的第一個目的是通過以下技術方案來實現的：一種高性能水性涂料用的聚酯樹脂，主要是由以下重量百分比含量的原料經熔融縮聚反應得到：

多元醇：25~70%，支化劑：1~20%，芳香多元酸：20%～35%，脂肪多元酸：5%～20%，酸解劑：3%～15%，酯化催化劑：0.005%～0.15%。

本發明所述的多元醇包括新戊二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1，3-丙二醇、己二醇和1,4-環己烷二甲醇等中的一種或多種混合物，優選新戊二醇和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇。

作為本發明的一個實施方式：新戊二醇：20～40%，2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇：5~30%，支化劑：2~20%，芳香多元酸：25%～35%，脂肪多元酸：5%～20%，酸解劑：3%～15%，酯化催化劑：0.005%～0.15%。

所述的支化劑包括三羥甲基丙烷，三羥甲基乙烷和季戊四醇等中的一種或兩種以上的混合物，其中優選三羥甲基丙烷。

所述的芳香多元酸包括對苯二甲酸和間苯二甲酸等其中的一種或兩種的混合物，優選間苯二甲酸。

所述的脂肪多元酸包括己二酸、癸二酸和1,4-環己烷二甲酸等其中的一種或兩種以上的混合物，優選己二酸或1,4-環己烷二甲酸。

所述的酸解劑包括間苯二甲酸、己二酸、1,4-環己烷二甲酸、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、富馬酸酐和馬來酸酐等中的一種或兩種以上的混合物，優選偏苯三酸酐、間苯二甲酸和1,4-環己烷二甲酸中的一種或兩種以上的混合物。

所述的酯化催化劑為有機錫類化合物，包括單丁基氧化錫、二丁基氧化錫。

本發明的第二個目的是通過以下技術措施來實現的：一種高性能水性涂料用的聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)?按配比量取多元醇與多元酸及支化劑置于反應釜中，加入酯化催化劑于160℃～240℃下進行酯化縮合反應，至酸值2~5?mgKOH/g；

(2)?加入酸解劑進行封端和解聚，合成以端羥基為主、端羧基為輔的高性能水性涂料用的聚酯樹脂。

作為本發明的一個實施方式：所述的高性能水性涂料用的聚酯樹脂的制備方法，其具體步驟為：

(1)?在反應釜中，加入配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔化；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劑，通氮氣繼續升溫反應，至180℃酯化水開始生成并餾出，然后逐漸升溫至240℃，共反應5～10小時至95%的酯化水排出后，酸值達到2～5mgKOH/g

(2)?降溫至185℃，加入酸解劑，反應0.5～1h，酸值達到15～60mgKOH/g，降溫至80℃，停止反應得到合成以端羥基為主、端羧基為輔的高性能水性涂料用的聚酯樹脂。