[發(fā)明專利]一種耐水煮性能優(yōu)異的水性聚酯及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107099024A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 王文;陳能昌
• 申請（專利權）人: 珠海市金團化學品有限公司
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/676;C08G63/78;C09D167/02;C09D167/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 楊樂

技術領域

本發(fā)明涉及一種水性聚酯涂料，具體說是一種耐水煮、抗水解的水性聚酯及其制備方法。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)用涂料的技術也日益完善。水性聚酯涂料是工業(yè)水性涂料的一種，其具有對金屬的附著力良好、光澤度好和耐溶劑等優(yōu)點，同時具備優(yōu)良的柔韌性及拉伸性能，所以其被廣泛應用于生產(chǎn)設備、金屬材料等的表面涂裝領域。然而，聚酯樹脂自身具有酯鍵結(jié)構，其使用時的缺點也十分明顯，具體表現(xiàn)為在儲存過程或成膜后涂膜遇水即會發(fā)生酯鍵的水解，從而導致涂膜性能的大幅度下降而影響聚酯樹脂的正常使用。目前的解決辦法是利用丙烯酸樹脂或有機硅樹脂對聚酯分子鏈進行改性，但是，由于丙烯酸低聚物或有機硅中間體與聚酯分子鏈的反應時，其大分子基團的掛接會減弱分子鏈的柔性，使反應產(chǎn)物的柔韌性及沖擊性能變差。此外，丙烯酸低聚物或有機硅中間體與聚酯分子鏈之間也會出現(xiàn)相容較差的問題，導致涂膜中產(chǎn)生分層現(xiàn)象，大幅降低了涂膜的光澤度。

中國專利文獻CN101654546A公開了一種耐水解聚酯樹脂組合物，利用末端基封端劑對聚酯主鏈進行封端。但該聚酯樹脂僅僅是在分子主鏈形成后再進行封端，其主鏈上側(cè)基團的酯基仍然具有水解性，因而其改善水解性能的效果較差。而中國專利文獻CN101215730A則公開了一種用抗水解劑改性的聚酯纖維，其利用抗水解劑碳化二亞胺對聚酯分子主鏈進行封端或與羥基發(fā)生反應來改善聚酯的抗耐水解性。但碳二亞胺不適合用于水性分散體系，一方面碳化二亞胺在存放過程中會與羥基反應，并破壞陰離子分散體的穩(wěn)定性，造成聚酯樹脂在乳化體系中容易出現(xiàn)破乳的情況；另一方面碳化二亞胺成本較高，難以在工業(yè)上大規(guī)模應用。因此，如何制備一種抗水解性能優(yōu)良的水性聚酯，是目前金屬涂裝涂料行業(yè)的一道重大技術難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種既具有優(yōu)秀的耐水煮性能、又具備良好的機械性能的水性聚酯及其制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：一種耐水煮性能優(yōu)異的水性聚酯，其特征在于：所述耐水煮性能優(yōu)異的水性聚酯包括至少含有二聚醇的多元醇單體、至少含有二聚酸的多元酸單體、支化劑、親水單體、環(huán)氧改性劑及中和劑，上述組分按照質(zhì)量份數(shù)算分別為：多元醇單體40-80份、多元酸單體40-80份、支化劑10-30份、親水單體10-50份、環(huán)氧改性劑10-30份、中和劑10-20份。

進一步說，多元醇單體為二聚醇和二元醇的任意比例混合物。

更進一步說，二元醇包括1,3-丙二醇、乙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇中的一種或以任意比例混合。

進一步說，多元酸單體為二聚酸和二元酸的任意比例混合物。

更進一步說，二元酸包括丁二酸、順丁烯二酸、芳香族二元酸、對苯二甲酸中的一種或以任意比例混合。

進一步說，支化劑包括季戊四醇、三羥甲基丙烷、甘油中的一種或以任意比例混合。

進一步說，親水單體包括二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種或以任意比例混合。

進一步說，環(huán)氧改性劑包括E44環(huán)氧樹脂、丁酸縮水甘油酯、叔碳酸縮水甘油酯中的一種或以任意比例混合。

進一步說，中和劑為有機胺，其包括三乙胺、二甲基乙醇胺、二乙醇胺中的一種或以任意比例混合。

進一步說，該耐水煮性能優(yōu)異的水性聚酯的制備方法包括如下步驟：

a)常溫常壓下，在設有攪拌器的反應釜中分別加入多元醇單體、多元酸單體、親水單體、支化劑并攪拌至均勻，然后在持續(xù)攪拌狀態(tài)下邊加入酯化催化劑邊往反應釜內(nèi)通入氮氣；

b)把反應釜加熱至130-160℃，加熱時間0.5-2小時，然后保溫反應1-3小時；

c)把b步驟所得混合物繼續(xù)加熱至160-190℃，加熱時間0.5-2小時，保溫反應2-4小時，然后繼續(xù)加熱至190-230℃，加熱時間0.5-2小時，保溫反應2-5小時；

d)把c步驟所得混合物進行緩慢降溫，當溫度降至110-140℃時加入環(huán)氧改性劑，并保溫反應2-4小時；

e)把d步驟所得混合物進行緩慢降溫，當溫度降至50-90℃時加入中和劑，并保溫反應0.5-1小時；

f)往e步驟所得混合物中緩慢滴加去離子水，滴加的同時持續(xù)攪拌0.5-1小時，然后出料即可得耐水煮性能優(yōu)異的水性聚酯。

本發(fā)明對現(xiàn)有技術的水性聚酯進行改進，其優(yōu)點如下：