[發(fā)明專(zhuān)利]一種改性聚酯樹(shù)脂的制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410029526.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103881104A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海兵;李希;錢(qián)濤;朱海軍;彭珠明;卜亞鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州吉華高分子材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G81/00
• 分類(lèi)號(hào): C08G81/00;C08G77/398;C09D187/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤(rùn)體

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)高分子化合物領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚酯樹(shù)脂的制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)硅樹(shù)脂中具有-Si-O-Si-結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)良的耐候性、耐熱性、抗沾污性和化學(xué)穩(wěn)定性等性能。但有機(jī)硅樹(shù)脂類(lèi)涂料也因?yàn)樽陨砘瘜W(xué)組成而存在一些缺陷：固化溫度高、固化時(shí)間長(zhǎng)、耐溶劑性差、與基材的附著力不強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度低、成本較高等。此外有機(jī)硅樹(shù)脂Si-O鍵極性大，在親電試劑或親核試劑攻擊下，很容易發(fā)生鍵的斷裂，故有機(jī)硅對(duì)化學(xué)藥品的穩(wěn)定性不及有機(jī)氟高聚物。人們還發(fā)現(xiàn)純有機(jī)硅涂料機(jī)械強(qiáng)度、附著力和耐熱水性并不好，為了克服這些缺點(diǎn)，常用聚酯、醇酸、環(huán)氧等樹(shù)脂對(duì)其進(jìn)行改性。

目前，國(guó)內(nèi)外多利用無(wú)機(jī)材料來(lái)改性有機(jī)硅樹(shù)脂，然后利用改性后有機(jī)硅樹(shù)脂與其他樹(shù)脂復(fù)合制備復(fù)合型樹(shù)脂，以提高樹(shù)脂性能。其中以硼元素改性有機(jī)硅樹(shù)脂是提高樹(shù)脂耐熱性能的一個(gè)有效途徑。硼改性有機(jī)硅樹(shù)脂后，由于硼原子進(jìn)入了分子的主鏈中，而形成的B-O鍵鍵能561KJ/mol比Si-O鍵的鍵能452KJ/mol高的多。因此改性后的硅樹(shù)脂主鏈更加牢固而不易斷裂，從而提高其耐溫性能。

聚酯樹(shù)脂具有優(yōu)異的金屬附著力，硬度高等良好的物理機(jī)械性能以及較好的耐化學(xué)腐蝕性能，在涂料行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是聚酯樹(shù)脂的耐熱性能差，耐黃變性能低，耐候性能差，限制其在耐高溫涂料中的應(yīng)用。為了提高聚酯樹(shù)脂的耐高溫性能，常用其他樹(shù)脂對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性。有機(jī)硅樹(shù)脂具有良好的耐熱性能和耐候性能。使用有機(jī)硅樹(shù)脂改性聚酯樹(shù)脂，可以提高聚酯樹(shù)脂的耐熱性能和耐化學(xué)品性能。例如李大鳴等(李大鳴，有機(jī)硅改性聚酯型耐久卷材面漆的研制，涂料工業(yè)，2007，37(12)，30-32)將含羥基聚酯和有機(jī)硅樹(shù)脂反應(yīng)制備有機(jī)硅樹(shù)脂改性聚酯，獲得的改性聚酯具有良好的抗老化性能。例如姚江柳等合成羥基聚酯改性有機(jī)硅樹(shù)脂，然后和脂肪族異氰酸酯固化劑配制成兩組分耐高溫涂料。(姚江柳，賈朝陽(yáng)，高性能有機(jī)硅改性端羥基聚酯樹(shù)脂的研究，上海涂料，2007，45(7)，4-6)。但是上述方法中，為了提高改性聚酯的耐熱性能，使用了大量有機(jī)硅樹(shù)脂，導(dǎo)致改性聚酯的柔韌性和附著力下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決有機(jī)硅樹(shù)脂改性聚酯樹(shù)脂容易導(dǎo)致柔韌性和附著力下降的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種改性聚酯樹(shù)脂的制備方法，制備的改性聚酯樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐熱性能和柔韌性。

本發(fā)明還提出了改性聚酯樹(shù)脂在制備耐高溫低表面能涂料上的應(yīng)用，該涂料具有優(yōu)異的耐熱性能和柔韌性。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種改性聚酯樹(shù)脂的制備方法，所述的制備方法為以下步驟：

(1)硼氮化物改性有機(jī)硅樹(shù)脂：將硅烷單體倒入容器中然后加入蒸餾水和硼氮化物，攪拌反應(yīng)2～5小時(shí)，停止攪拌，降溫至60～80℃然后蒸餾，把低沸點(diǎn)小分子蒸出，再把有機(jī)溶劑倒入容器中，攪拌后制得硼氮化物改性有機(jī)硅樹(shù)脂；

所述的硅烷單體選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷中的幾種混合物。

所述的硼氮化物選自氨硼烷或胺基硼烷中的一種或兩種，作為優(yōu)選，胺基硼烷選自胺基二氯硼烷、二甲胺硼烷、N，N-二異丙基乙基胺硼烷、N，N-二羥基胺基二氯硅烷中的一種或幾種。而且硼氮化物等多官能團(tuán)的引入使得改性后的硅樹(shù)脂分子內(nèi)部會(huì)呈現(xiàn)出緊密體型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增加了硅樹(shù)脂的耐高溫性和機(jī)械強(qiáng)度。

各組份的重量百分比為硅烷單體50～80％，蒸餾水10～30％，硼氮化物3～12％，有機(jī)溶劑3～25％，各組份之和為100％。

(2)改性聚酯樹(shù)脂：將硼氮化物改性有機(jī)硅樹(shù)脂、硅醇、聚酯樹(shù)脂、交聯(lián)催化劑在容器中混合，調(diào)整容器溫度至110～130℃，持續(xù)反應(yīng)1～6h后加入有機(jī)溶劑使固含量為60％～70％，得到一種改性聚酯樹(shù)脂。

所述的交聯(lián)催化劑選自鈦系、錫系、鍺系、銻系有機(jī)催化劑中一種，作為優(yōu)選，交聯(lián)催化劑為鈦酸四丁酯。交聯(lián)催化劑與硼氮化物改性有機(jī)硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為0.01～0.05∶1。

步驟(1)中和步驟(2)中所述的有機(jī)溶劑選自甲苯、二甲苯、丁醇、異丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一種或幾種。