一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉末涂料固化劑的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧端基粉末涂料固 化劑的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，戶外粉末涂料固化劑主要是TGIC (異氰尿酸三縮水甘油酯）和Primid (羥 烷基酰胺），雖然TGIC固化粉末涂料具有很好的機(jī)械性能、耐候性以及優(yōu)異的耐高溫性能， 但是TGIC具有一定毒性，容易引起有機(jī)體突變，使蛋白質(zhì)變性，從而影響人身健康，目前在 很多地區(qū)已限制使用。且TGIC由于分子量小，采用TGIC作為固化劑大大降低了粉末涂料 的玻璃化溫度，從而影響儲存穩(wěn)定性。為了保證儲存穩(wěn)定性，就必須提高聚酯樹脂的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度，從而影響粉末涂料的其他性能，如流平、機(jī)械性能變差等。
[0003] Primid固化劑雖然能夠克服以上缺點(diǎn)，但是由于Primid固化劑在固化過程中釋 放出水分子，從而使板面出現(xiàn)針孔、縮孔等表面缺陷，使得涂料的耐高溫性能變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑及其合成方 法，此種固化劑由端羧基聚酯樹脂和異氰尿酸三縮水甘油酯在季膦鹽催化劑作用下，經(jīng)酯 化反應(yīng)制得。此種固化劑具有較高的分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而降低其對聚酯樹脂玻 璃化溫度的影響，同時(shí)能夠保證固化劑具有很好的機(jī)械性能、耐候性以及耐高溫性能等。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其通式如下：
[0007] 其中R為聚酯分子鏈。
[0008] 所述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，由端羧基聚酯樹脂和異氰尿酸三縮水甘油酯在季 膦鹽催化劑作用下，經(jīng)酯化反應(yīng)制得。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法，所述合成方法包括以 下步驟：將端羧基聚酯樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯和季膦鹽催化劑，加熱至150Γ，攪拌， 并以0. 5°C /min的升溫速度升溫至200°C，維持反應(yīng)至體系酸值小于3mgK0H/g。
[0010] 其中，所述端羧基聚酯樹脂所含羧基與所述異氰尿酸三縮水甘油酯的物質(zhì)的量之 比為 1:1. 02-1. 1。
[0011] 所述端羧基聚酯樹脂的酸值為20-100mgK0H/g。
[0012] 所述攪拌的攪拌速率由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間 隔為10-30min。這樣有利于原料在熔融的過程中充分反應(yīng)。
[0013] 所述季膦鹽催化劑的質(zhì)量為所述端羧基聚酯樹脂與所述異氰尿酸三縮水甘油酯 質(zhì)量之和的 0. 035%。-0. 041%〇。
[0014] 所述季膦鹽催化劑優(yōu)選為丁基三苯基溴化磷。
[0015] 本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)，本發(fā)明制得的環(huán)氧端 基粉末涂料固化劑，由于TGIC與端羧基聚酯樹脂的兩羧基發(fā)生了酯化反應(yīng)，從而得到了具 有較高分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的改性TGIC固化劑，此種固化劑具有很好的機(jī)械性能、耐 候性、耐高溫性能以及儲存穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明所使用的端羧基聚酯樹脂均為安徽神劍新材料股份有限公司自制。
[0017] TGIC和丁基三苯基溴化磷購于市場上的銷售廠家，TGIC的相對分子質(zhì)量為： 297. 26。
[0018] -種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料的組成及質(zhì)量如表1所示：
[0019] 表 1
[0021] 此種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，由端羧基聚酯樹脂和異氰尿酸三縮水甘油酯在催 化劑作用下，經(jīng)酯化反應(yīng)制得，其反應(yīng)方程式如下：
[0024] -種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料組成為表1中的實(shí)施例1。
[0025] 上述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法為：將配方量的端羧基聚酯樹脂、TGIC、 丁基三苯基溴化磷催化劑投入反應(yīng)釜中，加熱至150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度 升溫至200°C，并維持反應(yīng)至產(chǎn)物酸值為2. 2mgK0H/g，冷卻放料。所述攪拌的攪拌速率為： 由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為20min。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] -種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料組成為表1中的實(shí)施例2。
[0028] 上述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法為：將配方量的端羧基聚酯樹脂、TGIC、 丁基三苯基溴化磷催化劑投入反應(yīng)釜中，加熱至150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度 升溫至200°C，并維持反應(yīng)至產(chǎn)物酸值為2. 3mgK0H/g，冷卻放料。所述攪拌的攪拌速率為： 由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為lOmin。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料組成為表1中的實(shí)施例3。
[0031] 上述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法為：將配方量的端羧基聚酯樹脂、TGIC、 丁基三苯基溴化磷催化劑投入反應(yīng)釜中，加熱至150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度 升溫至200°C，并維持反應(yīng)至產(chǎn)物酸值為I. 5mgK0H/g，冷卻放料。所述攪拌的攪拌速率為： 由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為30min。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] 一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料組成為表1中的實(shí)施例4。
[0034] 上述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法為：將配方量的端羧基聚酯樹脂、TGIC、 丁基三苯基溴化磷催化劑投入反應(yīng)釜中，加熱至150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度 升溫至200°C，并維持反應(yīng)至產(chǎn)物酸值為0. 9mgK0H/g，冷卻放料。所述攪拌的攪拌速率為： 由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為30min。
[0035] 實(shí)施例5
[0036] 一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其原料組成為表1中的實(shí)施例5。
[0037] 上述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法為：將配方量的端羧基聚酯樹脂、TGIC、 丁基三苯基溴化磷催化劑投入反應(yīng)釜中，加熱至150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度 升溫至200°C，并維持反應(yīng)至產(chǎn)物酸值為I. 9mgK0H/g，冷卻放料。所述攪拌的攪拌速率為： 由60r/min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為30min。
[0038] 以上各實(shí)施例中端羧基聚酯樹脂所含羧基和TGIC的物質(zhì)的量、反應(yīng)前后體系酸 值的變化情況如表2所示：
[0039] 表 2
CN 105176169 A 說明書 4/4 頁
T〇〇42]~~由表2可以看出，上述各實(shí)施例反應(yīng)體系酸值在反應(yīng)之后有了很大的降低，說明 端羧基聚酯樹脂的羧基與TGIC的環(huán)氧基團(tuán)有效地進(jìn)行了反應(yīng)，證明所得到的產(chǎn)物已經(jīng)被 環(huán)氧基團(tuán)封端，得到了環(huán)氧基粉末涂料固化劑。
[0043] 上述參照實(shí)施例對環(huán)氧端基粉末涂料固化劑及其合成方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說 明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個(gè)實(shí)施例，因此在不脫離本發(fā)明總 體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其特征在于，所述環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的通式 如下：其中R為聚酯分子鏈。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧端基粉末涂料固化劑，其特征在于，所述環(huán)氧端基粉末 涂料固化劑由端羧基聚酯樹脂和異氰尿酸三縮水甘油酯在季膦鹽催化劑作用下，經(jīng)酯化反 應(yīng)制得。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧端基粉末涂料固化劑的合成方法，其特征在于，所述合 成方法包括以下步驟：將端羧基聚酯樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯和季膦鹽催化劑，加熱至 150°C，攪拌，并以0. 5°C /min的升溫速度升溫至200°C，維持反應(yīng)至體系酸值小于3mgK0H/ g°4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述端羧基聚酯樹脂所含羧基與所 述異氰尿酸三縮水甘油酯的物質(zhì)的量之比為1:1. 02-1. 1。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，所述端羧基聚酯樹脂的酸值為 20-100mgK0H/g〇6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述攪拌的攪拌速率由60r/ min-70r/min-80r/min逐步增加，每次升速的時(shí)間間隔為10_30min。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述季膦鹽催化劑的質(zhì)量為所述端 羧基聚酯樹脂與所述異氰尿酸三縮水甘油酯質(zhì)量之和的〇. 035%。-0. 041%〇。8. 根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的合成方法，其特征在于，所述季膦鹽催化劑為丁基三苯基 溴化磷。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種環(huán)氧端基粉末涂料固化劑及其合成方法，此種固化劑由端羧基聚酯樹脂和異氰尿酸三縮水甘油酯在季膦鹽催化劑作用下，經(jīng)酯化反應(yīng)制得。此種固化劑具有較高的分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而降低其對聚酯樹脂玻璃化溫度的影響，同時(shí)能夠保證固化劑具有很好的機(jī)械性能、耐候性以及耐高溫性能等。
【IPC分類】C08G63/685, C08G63/87, C09D5/03
【公開號】CN105176169
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊兆攀
【申請人】安徽神劍新材料股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月31日