專利名稱：一種tgic固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯樹(shù)脂，尤其涉及三縮水甘油基異氰脲酸酯(TGIC)固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其次本發(fā)明還涉及該聚酯樹(shù)脂的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，家居裝飾市場(chǎng)也蓬勃發(fā)展，天然的木材和石材是最佳的裝飾材料，但由于環(huán)保的需求和資源的稀缺，人們難以獲得足夠的天然裝飾材料，于是人們便積極探索其他的新材料，鋁合金由于其重量輕，耐久性好，易加工和價(jià)格合適成為了人們最優(yōu)的選擇，促使了鋁型材市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，目前鋁型材主要應(yīng)用粉末涂料進(jìn)行涂裝，工程技術(shù)人員研究如何在用鋁型材表面模擬天然木材和石材的裝飾效果，轉(zhuǎn)印技術(shù)的出 現(xiàn)使其得以實(shí)現(xiàn)，具有里程碑的意義。轉(zhuǎn)印分為熱轉(zhuǎn)印和水轉(zhuǎn)印兩類，其中水轉(zhuǎn)印設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，很少應(yīng)用在粉末涂料行業(yè)中，熱轉(zhuǎn)印是根據(jù)印刷在轉(zhuǎn)印紙上的印刷油墨熱升華轉(zhuǎn)印到涂膜的表面并滲透到涂層當(dāng)中，以達(dá)到仿木材或者石材的目的。將熱轉(zhuǎn)印技術(shù)和粉末涂料結(jié)合在一起，即得熱轉(zhuǎn)印粉末涂料。熱轉(zhuǎn)印粉末涂料按固化體系可分為聚氨酯熱轉(zhuǎn)印粉末涂料、TGIC系列熱轉(zhuǎn)印粉末涂料、T105系列熱轉(zhuǎn)印粉末涂料和混合型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料。熱轉(zhuǎn)印粉末涂料的配方和普通的粉末涂料配方組成基本一樣，都包含樹(shù)脂、固化劑、顏填料及助劑等。粉末涂料的熱轉(zhuǎn)印一般經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程在轉(zhuǎn)移過(guò)程發(fā)生前，全部染料都在紙上的印膜中，涂層表面和空氣隙中的染料濃度為零，空氣隙的大小取決于物品的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)移壓力；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，當(dāng)紙達(dá)到轉(zhuǎn)移溫度時(shí)，轉(zhuǎn)印紙中的染料開(kāi)始揮發(fā)或升華，并在紙與涂層表面之間形成濃度差，當(dāng)涂層表面達(dá)到轉(zhuǎn)移溫度時(shí)，在涂層表面開(kāi)始了染料吸附，直至達(dá)到一定的飽和值。由于染料從紙到涂層的轉(zhuǎn)移是持續(xù)進(jìn)行的，其吸附速率取決于染料擴(kuò)散到涂層內(nèi)部的速率。為了促進(jìn)染料定向擴(kuò)散，可在被染物的另一側(cè)抽真空，使染料達(dá)到定向擴(kuò)散轉(zhuǎn)移；在轉(zhuǎn)移過(guò)程后，紙上的染料含量下降，殘留的染料量取決于染料的蒸汽壓，染料對(duì)漿料或轉(zhuǎn)移紙的親和力和印花膜的厚度。根據(jù)轉(zhuǎn)印原理，要實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)印效果，達(dá)到轉(zhuǎn)印圖案清晰和撕紙容易、不留印跡的目的，其關(guān)鍵在于粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的選擇，一是要求聚酯樹(shù)脂具有較高的反應(yīng)活性以保證粉末涂料涂膜固化完全，涂層表面致密，在加熱轉(zhuǎn)印時(shí)不和轉(zhuǎn)印紙及油墨等發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，二是樹(shù)脂需要賦予粉末涂料涂膜合適的硬度，硬度低不好撕紙，涂膜硬度太高，則圖案不能完全轉(zhuǎn)移至涂膜表面或完全轉(zhuǎn)移所需要時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)印圖案的附著力與滲透力也差。中國(guó)專利CN101704945A公開(kāi)了混合型粉末涂料用聚酯樹(shù)脂及其制備方法，該專利主要討論混合型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的配方及其制備方法，主要選用新戊二醇、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸這類耐候性單體及部分乙二醇和二甘醇非耐候低成本的單體，該專利合成的聚酯樹(shù)脂酸值在50-75mgK0H/g、粘度在2000-3500mPa. S、玻璃化溫度在53-57°C，但由于戶內(nèi)用混合型聚酯樹(shù)脂和戶外用聚酯樹(shù)脂在配方單體的選擇及樹(shù)脂的特性參數(shù)上有著明顯的差別，諸如玻璃化溫度和老化性能等，因此混合型聚酯樹(shù)脂是不能用于戶外，但該專利的配方和工藝可以為合成TGIC固化熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂提供一定的參考。另外，目前常見(jiàn)的耐候型粉末涂料用聚酯樹(shù)脂盡管大量用于戶外空調(diào)機(jī)、五金、 護(hù)欄等，但在用于制作熱轉(zhuǎn)印粉末涂料時(shí)，通常出現(xiàn)撕紙困難、表面粘連重，加熱轉(zhuǎn)印時(shí)易黃變等缺點(diǎn)，無(wú)法批量使用，問(wèn)題就在于常規(guī)聚酯樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)達(dá)不到熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，該聚酯樹(shù)脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)、粘度和反應(yīng)活性，制備的粉末涂料具有合適的硬度，能夠滿足熱轉(zhuǎn)印的條件，熱轉(zhuǎn)印后涂膜的圖案紋路清晰，不粘轉(zhuǎn)印紙、撕紙容易。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法。
本發(fā)明提供的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，該聚酯樹(shù)脂酸值為3(T36mgK0H/g，羥值小于8mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為62 70 °C，熔融粘度為 450(T7500mPa. s，數(shù)均分子量為3000 8000，其由以下重量含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到多元醇35 40%芳香多元酸48 55%脂環(huán)多元醇O 2%脂肪多元酸O 2%支化劑0 2%酸解劑8 15%酯化催化劑O. 05 O.主抗氧劑O O. 5%輔抗氧劑O O. 5%固化促進(jìn)劑O O. 5%ο
上述組分中，所述的多元醇為新戊二醇、乙二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇中的一種或幾種的混合物；所述脂環(huán)多元醇為1，4-環(huán)己烷二甲醇；所述的芳香多元酸為對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合物；所述的脂肪多元酸為己二酸和六氫苯酐的一種或兩種的混合物；所述的支化劑為三羥甲基丙烷或偏苯三酸酐；所述的酸解劑為間苯二甲酸、 己二酸、偏苯三酸酐和六氫苯酐中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選間苯二甲酸或己二酸中的一種或兩種的混合物；所述的酯化催化劑為錫類或者鈦類化合物，尤其包括單丁基氧化錫或鈦酸正丁酯。
所述主抗氧劑為β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、 四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(3114)和β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸異辛醇酯 (1135)中的一種或兩種以上的混合。
所述輔抗氧劑為三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)、雙(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯(626)和二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](245)中的一種或兩種以上的混合。
所述固化促進(jìn)劑包括咪唑類、咪唑啉類、銨鹽、鱗鹽和膦鹽。
上述TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法是在反應(yīng)釜中，加入配比量的多元醇、脂環(huán)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，氮?dú)鈿夥障律郎胤磻?yīng)，快速升溫至16(T18(TC然后程序升溫至235 245°C，記錄酯化水的重量，當(dāng)酯化水重量達(dá)到理論出水量的95%時(shí)，取樣檢測(cè)酸值，酸值達(dá)到6 14mgK0H/g，加入酸解劑，升溫至23(T240°C反應(yīng)3 5h，酸值達(dá)到 40 46mgK0H/g，23(T235°C下真空縮聚約2 3. 5h，酸值達(dá)到30 36mgK0H/g時(shí)，加入主抗氧劑、輔抗氧劑和固化促進(jìn)劑攪拌分散后降溫出料即得到TGIC固化的耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)聚酯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和反應(yīng)活性的控制獲得的聚酯樹(shù)脂酸值為30 36mgK0H/g,羥值小于8mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為62 70 °C，熔融粘度為4500 7500mPa. s，數(shù)均分子量為3000 8000。本發(fā)明方法制備的聚酯樹(shù)脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)、存儲(chǔ)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，是轉(zhuǎn)印撕紙效果好、不易黃變的戶外轉(zhuǎn)印粉末涂料專用聚酯。它與TGIC固化制成的粉末涂料的涂層適合于熱轉(zhuǎn)印，轉(zhuǎn)印后涂膜的圖案紋路清晰，不粘轉(zhuǎn)印紙，撕紙容易。
采用本發(fā)明合成的聚酯樹(shù)脂制備熱轉(zhuǎn)印粉末涂料的步驟為將合成的聚酯樹(shù)脂分別與固化劑TGIC、填料、顏料及其他助劑按比例稱好后混勻，熔融擠出、冷卻破碎、粉碎過(guò)篩制成粉末涂料即可(顏填料包括鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣等，其他助劑包括安息香、流平劑等)，然后用靜電噴槍將粉末涂料噴涂至馬扎鋼板，18(T19(TC /IOmin固化后將板取出，冷卻后將轉(zhuǎn)印紙包在樣板的表面上，經(jīng)轉(zhuǎn)印機(jī)21(T220°C /3min加熱后取出，取出冷卻后撕紙即得具有一定圖案的涂層。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例涂料涂層的熱轉(zhuǎn)印效果圖。
具體實(shí)施方式
下面列舉一部分具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，表I為聚酯樹(shù)脂的實(shí)施例，其中， A和B為對(duì)比例，C F為不同單體和工藝組合的實(shí)施例，其中配方A及配方B(在配方A上進(jìn)行改進(jìn))是目前合成普通常規(guī)樹(shù)脂的基本配方。在50升反應(yīng)釜中，加入表I所列配比量的多元醇和支化劑，加熱升溫至物料熔化；然后依次加入芳香多元酸、脂肪多元酸和酯化催化劑，氮?dú)鈿夥障吕^續(xù)升溫反應(yīng)，快速升溫至180°C，然后程序升溫至245°C，記錄酯化水的重量，當(dāng)酯化水重量達(dá)到理論出水量的95%時(shí)，取樣檢測(cè)酸值，酸值達(dá)到6 14mgK0H/g，加入酸解劑，升溫至240°C反應(yīng)3 5h，酸值達(dá)到40 46mgK0H/g，235°C下真空縮聚約2 3. 5h，酸值達(dá)到30 36mgKOH/g時(shí)，主抗氧劑、輔抗氧劑和固化促進(jìn)劑攪拌分散后降溫出料即得到TGIC固化的耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂。
其中，多元醇為新戊二醇、乙二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇中的一種或幾種的混合物；脂環(huán)多元醇為1，4-環(huán)己烷二甲醇；芳香多元酸為對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合物；脂肪多元酸為己二酸和六氫苯酐的一種或兩種的混合物；所述的支化劑為三羥甲基丙烷或偏苯三酸酐；酸解劑為間苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐和六氫苯酐中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選間苯二甲酸或己二酸中的一種或兩種的混合物；所述的酯化催化劑為錫類或者鈦類化合物，尤其包括單丁基氧化錫或鈦酸正丁酯。主抗氧劑為β_(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、四[β - (3，5- 二叔丁基-4-輕基苯基) 丙酸]季戊四醇酯(1010)、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(3114)和 β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸異辛醇酯(1135)中的一種或兩種以上的混合。輔抗氧劑為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)、雙(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯(626)和二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](245) 中的一種或兩種以上的混合。
所述固化促進(jìn)劑包括咪唑類、咪唑啉類、銨鹽、鱗鹽和膦鹽。
所得聚酯樹(shù)脂的酸值30 36mgK0H/g ;玻璃化溫度62 70°C ;軟化點(diǎn)105 115。。;200°C熔體粘度(ICI 錐板粘度計(jì))4500 7500mPa · S。
表I聚酯樹(shù)脂的組份和性能
權(quán)利要求
1.一種TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，該聚酯樹(shù)脂酸值為3(T36mgK0H/g，羥值小于8mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為62 70 °C，熔融粘度為450(T7500mPa. s，數(shù)均分子量為3000 8000，其由以下重量含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到 多元醇 35 40% 芳香多元酸48 55% 脂環(huán)多元醇O 2% 脂肪多元酸O 2% 支化劑 (Γ2% 酸解劑 8 15% 酯化催化劑O. 05 O. 20% 主抗氧劑 O O. 5% 輔抗氧劑 O O. 5% 固化促進(jìn)劑O O. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述的多元醇為新戊二醇、乙二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇中的一種或幾種的混合物，所述脂環(huán)多元醇為1，4-環(huán)己烷二甲醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述的芳香多元酸為對(duì)苯二甲酸和間苯二甲酸中的一種或兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述的脂肪多元酸為己二酸和六氫苯酐的一種或兩種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述的支化劑為三羥甲基丙烷或偏苯三酸酐。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述的酸解劑為間苯二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐和六氫苯酐中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是所述的酯化催化劑為錫類催化劑或鈦類催化劑，所述的錫類催化劑為單丁基氧化錫，所述的鈦類催化劑為鈦酸正丁酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述主抗氧劑為β_ (3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸和β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸異辛醇酯中的一種或兩種以上的混合，所述輔抗氧劑為三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯、雙(2，4- 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯和二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]中的一種或兩種以上的混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，其特征是，所述固化促進(jìn)劑為咪唑類、咪唑啉類、銨鹽、鱗鹽或膦鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求Γ9任一權(quán)利要求所述的TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法，其特征是，在反應(yīng)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，氮?dú)鈿夥障律郎胤磻?yīng)，快速升溫至16(T18(TC然后程序升溫至235 245°C，記錄酯化水的重量，當(dāng)酯化水重量達(dá)到理論出水量的 95%時(shí)，取樣檢測(cè)酸值，酸值達(dá)到6 14mgK0H/g，加入酸解劑，升溫至230-240°C反應(yīng)3 5h，酸值達(dá)到40 46mgK0H/g，230 235°C下真空縮聚約2 3. 5h，酸值達(dá)到30 36mgKOH/g時(shí)，加入主抗氧劑、輔抗氧劑和固化促進(jìn)劑攪拌分散后降溫出料即得到TGIC固化的耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種TGIC固化耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂，由以下重量含量的組分經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)得到多元醇35～40%、芳香多元酸48～55%、脂環(huán)多元醇0～2%、脂肪多元酸0～2%、支化劑0～2%、酸解劑8～15%、酯化催化劑0.05～0.20%、主抗氧劑0～0.5%、輔抗氧劑0～0.5%、固化促進(jìn)劑0～0.5%。其次本發(fā)明還公開(kāi)了TGIC固化的耐候型熱轉(zhuǎn)印粉末涂料用聚酯樹(shù)脂的制備方法。本發(fā)明制備的聚酯樹(shù)脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)、合適的熔融粘度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性，由該聚酯樹(shù)脂制得的粉末涂料具有優(yōu)異的熱轉(zhuǎn)印效果，轉(zhuǎn)印后的圖案紋路清晰，不粘轉(zhuǎn)印紙、撕紙容易。
文檔編號(hào)C09D5/03GK102977346SQ201210469239
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者李勇, 何濤, 曾定, 劉亮, 阮德亮 申請(qǐng)人:廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司