本發(fā)明屬于涂料領域，具體涉及一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂及其制備方法。
背景技術：
與傳統(tǒng)液體涂料相比，粉末涂料以其經濟、環(huán)保、高效、節(jié)能、綜合性能優(yōu)異的戶外型特點促使了粉末涂料行業(yè)的快速發(fā)展。自20世紀70年代初粉末涂料問世以來，其在金屬建材方面的應用得以迅速的增長，因為絕大部分用于戶外的涂裝和裝飾，經常會遇到惡劣的天氣風吹、雨打、日曬。這就要求粉末涂料的涂膜具有良好的耐水性能和耐候性能，使其涂層不起泡，保光好不褪色。
目前，戶外耐候性粉末涂料聚酯樹脂多以端羧基聚酯樹脂為主，實際上，端羥基聚酯樹脂粉末涂料具有更加優(yōu)異的戶外耐候性，以及其他綜合性能，因此開發(fā)一種戶外端羥基聚酯樹脂很有必要。隨著科學技術的快速發(fā)展，未來將朝著環(huán)保性、安全性、節(jié)能型、利用率高和性能優(yōu)異的戶外型方向研發(fā)。將逐步取代傳統(tǒng)的產品。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，具有較低的熔融粘度、低的游離羧基含量和很好的儲存穩(wěn)定性，羥值范圍為30-150mgkoh/g。由該聚酯樹脂制備的粉末涂料具有良好的流平性能、良好的耐候性、特別具有優(yōu)異的耐水煮性等優(yōu)點。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，根據配方設計工藝，滿足戶外粉末涂料對聚酯樹脂的要求。
本發(fā)明提供的一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量百分比的原料：
所述的芳香二元酸為對苯二甲酸、間苯二甲酸或1，4-環(huán)己烷二甲酸中的一種或幾種。
所述的二元醇為1，4-丁二醇、2-乙基-2-丁基-1,3丙二醇或新戊二醇中的一種或幾種。
所述的支化劑為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷或丙三醇中的一種或幾種。
所述的酯化催化劑為單丁基氧化錫。
所述的抗氧劑為亞磷酸三丁酯或亞磷酸三苯酯中的一種或兩種。
所述的固化促進劑為二月桂酸二丁基錫。
本發(fā)明提供的一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，投入配方量的芳香二元酸、二元醇、支化劑和酯化催化劑，封釜加熱升溫反應，然后取樣檢測，酸值為7～10mgkoh/g；
b、真空工序：將釜溫降溫至220-225℃，保溫并抽真空，以真空度-0.096～-0.098mpa反應，取樣檢測，酸值為0～1mgkoh/g，粘度為2000～5000mpa.s；
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，投入固化促進劑和抗氧劑，保溫維持20～30min，然后抽真空在0.095～-0.097mpa繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
進一步的，步驟a中所述加熱升溫反應過程為：先加熱至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，然后取樣檢測酸值。
進一步的，步驟a中步驟b中所述反應時間為2.5～3.0h。
與現有技術相比，本發(fā)明中2-乙基-2-丁基-1,3丙二醇，由于有較大的側基，可以為聚酯樹脂提供優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、耐候性、耐水解性和耐紫外線照射的性能，所用到的支化劑可以提高樹脂的儲存穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐水解性能及良好的抗氧化性能。所加對苯二甲酸提高了合成樹脂的硬度和韌性，大量采用間苯二甲酸可以提高耐候性，環(huán)己烷二甲酸可以提高聚酯樹脂的耐候性和柔韌性。在工藝方面，采用延長真空時間的方法，使樹脂中游離羧基殘留盡可能小(酸值＜1mgkoh/g)，盡量減小了殘留羧基對于粉末涂料耐候性，耐水解性以及儲存穩(wěn)定性的影響。本發(fā)明制備的端羥基聚酯樹脂具有較低的熔融粘度和很好的儲存穩(wěn)定性。由該聚酯樹脂制備的粉末涂料具有良好的流平性能、良好的耐候性、特別具有優(yōu)異的耐水煮性等優(yōu)點。
具體實施方式
實施例1
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量份的原料：見下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測，酸值為7.6mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應3.0取樣檢測，酸值為0.2mgkoh/g，粘度為4320mpa.s，羥值hv＝38mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進劑yl101和抗氧劑，維持20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
實施例2
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量份的原料：見下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測，酸值為7.8mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應2.5h，取樣檢測，酸值為0.8mgkoh/g，粘度為4520mpa.s，羥值hv＝60mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進劑y101和抗氧劑，維持反應20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
實施例3
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量份的原料：見下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測，酸值為7.6mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應2.5h，取樣檢測，酸值為0.7mgkoh/g，粘度為3560mpa.s,羥值hv＝83mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進劑y101和抗氧劑，維持反應20min，抽真空0.095～-0.097mpa繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
實施例4
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量份的原料：見下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，投按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測，酸值為8.3mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應3.0h，取樣檢測，酸值為0.3mgkoh/g，粘度為3120mpa.s,羥值hv＝120mgkoh/g。。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180℃，保溫，投入固化促進劑y101和抗氧劑，維持反應20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
實施例5
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂，包括以下重量份的原料：見下表1。
一種戶外粉末涂料用端羥基聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
a、酯化工序：在合成反應容器中，投按照表1配方投入稱量好的芳香二元酸、二元醇、支化劑、酯化催化劑封釜加熱升溫至170℃～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升溫速度升溫至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升溫速度升溫至240～245℃，保溫，維持反應至反應釜頂溫降至70℃以下，取樣檢測，酸值為8.9mgkoh/g；
b、真空工序：降溫至220℃，保溫，以真空度-0.096～-0.098mpa反應3.0h，取樣檢測，酸值為0.6mgkoh/g，粘度為2230mpa.s,羥值hv＝142mgkoh/g。
c、添加助劑工序：將釜溫降至180～200℃，保溫，投入固化促進劑y101和抗氧劑，維持反應20min，抽真空0.095～-0.097mpa，繼續(xù)反應10min后，停攪拌放料。
表1實例1～5各物質投入量(單位:g)
本發(fā)明實施例1-5制備的聚酯樹脂的性能通過在粉末涂料中的應用來體現。在粉末涂料中所用固化劑為封閉異氰酸酯(b1530)，其顏料為鈦白粉(四川龍蟒)、填料為超細鋇(青島東風)、流平劑、安息香、潤濕促進劑701b均屬(南海化學)。粉末涂料的配方如下表2。
粉末涂料的制備流程如下：
配樣：按上述配方準確稱樣。
預混合：在干凈的塑料袋里充分搖勻。
擠出壓片：在煙臺凌宇雙螺桿實驗擠出機(slj-40)中以螺桿轉速為30rpm擠出并壓片。
制粉：片料在咖啡研磨機中研磨，200目篩網過篩。
噴涂：分別在40千伏的手動靜電噴槍下噴涂，噴涂材質為鐵板。
燒烤：將烘箱設定200℃燒烤10min
表2
上述質量單位均為：克。
上述制備的涂料-5的性能測試結果如表3所示
表3
表3中水煮實驗是在溫度100℃的水中水煮2h后的光澤。老化性能測試是涂層在qub-b人工加速老化中進行。
由表2、3可知，本發(fā)明方法制備的聚酯樹脂制成的樣板有很好的涂膜外觀，流平好，機械性能良好，彎折和附著力都附合要求。水煮后保光率高，涂膜表面不起泡不脫皮，人工加速老化良好，保光率高，老化后色差低。