一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其原料構成組分及其重量份數如下：低粘度聚酯樹脂70-95份；可催化羧基的相轉移催化劑5-20份；可促使環氧基團開環的催化劑1-10份；抗氧化劑5-20份。本發明催化劑降低了聚酯/環氧或純聚酯粉末涂料的固化溫度，縮短了固化時間，可以促使粉末涂料在較低的溫度下發生反應，起到節能的作用，不會影響粉末涂料的裝飾性和功能性，而且不會使粉末涂料的顏色發生黃變，可以在白色或淺色的粉末中使用，同時，該催化劑制備方法簡單、操作方便，響應了國家節能減排號召，降低了生產成本，提高了企業的經濟效益。
【專利說明】一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑
【技術領域】
[0001] 本發明屬于催化劑【技術領域】，涉及催化劑，尤其是一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]粉末涂料和涂料技術是20世紀中期開發的一項新技術，新工藝，由于具有無需向空氣中排放有機物、減少環境污染、工藝簡單、易實現工業自動化、涂層性能優異等特點，弓丨起了世界各國涂料行業的重視。粉末涂料本身是一種新型的、不含溶劑，100%固體粉末狀涂料，雖然無污染，但是，需要在180°c以上的烘烤溫度下，熔融固化，才能達到使用要求，現在國家和社會都要求節能降排，注重環保，所以在保證粉末涂料的裝飾性和其他功能性不變的情況下，降低烘烤溫度就成了行業內要解決的首要問題。解決粉末涂料的低溫固化問題，就要從固化劑或催化劑入手，在選擇合適的固化劑之后就需要考慮催化劑，現在常規的催化劑也是效果最明顯的催化劑就是咪唑類，促進環氧樹脂開環，可使環氧粉末涂料或環氧/聚酯粉末涂料最低降低到120°C固化，但是，其表面的裝飾性功能就基本消失，所以單純的咪唑類催化劑還不是粉末涂料實現低溫固化的理想催化劑，這就需要開發一種既能兼顧裝飾性要求也能達到低溫固化其性能不變的低溫催化劑。
[0003]同時，單純的咪唑類催化劑存在容易造成粉末涂料裝飾性差、容易出現真孔氣泡、污染性、顏色發生黃變等變色性的缺點。
[0004]通過檢索，發現如下一篇與本發明專利申請相關的專利公開文獻:
[0005]1、用于粉末涂料應用的環氧-咪唑催化劑(200980112915.9)，該方法包括:將咪唑、胺、和一種或多種環氧樹脂在不存在加入的溶劑的條件下接觸，以形成固體環氧-咪唑催化劑。在其他方面，本文公開的實施方案涉及環氧-咪唑催化劑，以及可固化組合物、用于形成可固化組合物的方法，以及使用在不存在加入的溶劑的條件下形成的環氧-咪唑催化劑形成熱固性樹脂的方法。
[0006]通過技術特征對比，上述公開專利文獻與本專利申請存在實質的不同。
【發明內容】
[0007]本發明目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種可以促使粉末涂料在較低的溫度下發生反應，起到節能的作用，但不會影響粉末涂料的裝飾性和功能性，而且不會使粉末涂料的顏色發生黃變，可以在白色或淺色的粉末中使用的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，該催化劑制備方法簡單、操作方便。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0009]一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其原料構成組分及其重量份數如下:
[0010]低粘度聚酯樹脂70-95份；
可催化羧基的相轉移催化劑5-20份；
可促使環氧基團開環的催化劑 1-10份；
抗氧化劑5-20份。
[0011]而且，所述低粘度聚酯樹脂樹脂，該樹脂在175°C時的粘度范圍為60~65Po，軟化點在90~IOO0C0
[0012]而且，所述可催化羧基的相轉移催化劑為鎗鹽。
[0013]而且，所述鎗鹽為三乙基芐基氯化銨、三苯基乙基溴化磷、氯化膽堿、三苯基磷或
三苯基氧化磷。
[0014]而且，所述可促使環氧基團開環的催化劑為咪唑或者改性咪唑。
[0015]而且，所述咪唑或者改性咪唑為2-甲基-咪唑或者二苯基咪唑啉類化合物。
[0016]而且，所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧劑。
[0017]而且，所述受阻酚類抗氧劑為四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
[0018]如上所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑的制備方法，步驟如下:`
[0019]將各種物料加到高速混料機，經干混合后經擠出機擠出，一區溫度為80-90°C，二區溫度為100-120°C，進行熔融、混煉、擠出、冷卻、壓片，成為片狀的乳白色固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑。
[0020]如上所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑的制備方法，步驟如下:
[0021]將粘度低的端基為羧基的飽和聚酯樹脂放入反應釜中，使其在170_180°C的溫度下熔融、攪拌，然后將可催化羧基的相轉移催化劑、可促使環氧基團開環的催化劑、抗氧化劑分別加入到已經熔融的聚酯樹脂中，進行攪拌均勻20分鐘，冷卻壓片，最后形成乳白色透明固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑
[0022]本發明的優點和積極效果是:
[0023]1、本發明催化劑降低了聚酯/環氧或純聚酯粉末涂料的固化溫度，縮短了固化時間，可以促使粉末涂料在較低的溫度下發生反應，起到節能的作用，不會影響粉末涂料的裝飾性和功能性，而且不會使粉末涂料的顏色發生黃變，可以在白色或淺色的粉末中使用，同時，該催化劑制備方法簡單、操作方便，響應了國家節能減排號召，降低了生產成本，提高了企業的經濟效益。
[0024]2、本發明催化劑采用了粘度和軟化點較低的端基為羧基的飽和聚酯樹脂，不但有助于催化劑的各個有效成分在聚酯樹脂中的分散，還可以降低該催化劑的熔融粘度，從而降低了粉末涂料的熔融粘度，促進了流平，達到了較為美觀的裝飾性效果。
[0025]3、本發明催化劑采用了可催化羧基的相轉移催化劑，比如三乙基芐基氯化銨，三苯基乙基溴化磷，氯化膽堿，三苯基磷，三苯基氧化磷等，在粉末涂料中可使飽和聚酯樹脂的羧基發生相轉移，加速了聚酯樹脂的羧基和環氧樹脂的環氧基團的反應速率，使粉末涂料可以在較低的溫度下就能達到完全快速固化的要求。[0026]4、本發明催化劑采用了可促使環氧基團開環的催化劑，比如咪唑或者改性咪唑類，該類催化劑首先催化環氧樹脂開環，使體系在較低的溫度下就能快速固化，但是單純的咪唑會使體系嚴重黃變，且使涂膜表面產生氣泡，所以使用了改性的咪唑，比如二苯基咪唑啉類，明顯改善了涂層黃變的缺點，而且使得該催化劑可以在白色或淺色的粉末涂料中使用。
[0027]5、本發明催化劑采用的抗氧化劑為多元受阻酚型抗氧劑，摒棄了芳胺類抗氧劑，酚類抗氧劑沒有污染性，可用于無色或淺色體系，擴大了粉末涂料的使用范圍，提高了企業的經濟效益。
【具體實施方式】
[0028]下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。
[0029]本發明中所使用的方法，如無特殊規定，均為常規方法；本發明中所使用的試劑，如無特殊規定，均為市售產品。
[0030]本發明中所使用的低粘度聚酯樹脂為指標參數一定的樹脂，175°C時粘度范圍為60~65Po，軟化點要求在90~100°C，比如奧普爾的2820聚酯樹脂，杭州中法化學有限公司的6055。
[0031]實施例1:
[0032]一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其原料構成組分及其重量如下:
[0033]
聚酯樹脂6055 (杭州中法化學有限公司)70份；
三苯基乙基溴化磷10份；
2-苯基咪唑10份；
[0034]
抗氧化劑101010份。
[0035]上述催化劑的制備方法的步驟如下:
[0036]將聚酯樹脂6055放入反應釜中，使其在170_180°C的溫度下熔融、攪拌，然后將三苯基乙基溴化磷、2-苯基咪唑和抗氧化劑1010 (順序隨意)分別加入到已經熔融的聚酯樹脂中，進行攪拌均勻20分鐘， 冷卻壓片，最后形成乳白色透明固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑A。
[0037]使用方法:得到的催化劑A可以根據粉末涂料固化溫度的需要，按質量分數為0.1%-5%的添加量加入到粉末涂料的配方中。
[0038]實施例2:
[0039]一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其原料構成組分及其重量如下:
[0040]聚酯樹脂6055 (杭州中法化學有限公司)70份；
三苯基乙基溴化磷15份；
2-苯基咪唑
5份；
抗氧化劑101010份。
[0041]上述催化劑的制備方法的步驟如下:
[0042]將各種物料加到高速混料機，經干混合后經擠出機擠出，一區溫度為80-90°C，二區溫度為100-120°C，進行熔融、混煉、擠出、冷卻、壓片，成為片狀的乳白色固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑B。
[0043]使用方法:得到的催化劑B可以根據粉末涂料固化溫度的需要，按質量分數為
0.1%-5%的添加量加入到粉末涂料的配方中。
[0044]實施例3:
[0045]一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其原料構成組分及其重量如下:
[0046]
低粘度聚酯樹脂70份；
可催化羧基的相轉移催化劑15份；
可促使環氧基團開環的催化劑 5份；
抗氧化劑10份。
[0047]上述催化劑的制備方法同實施例1，得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑C。
[0048]使用方法:得到的催化劑C可以根據粉末涂料固化溫度的需要，按質量分數為
0.1%-5%的添加量加入到粉末涂料的配方中。
[0049]本發明粉末涂料的實際應用效果及試驗情況:
[0050]為檢驗本發明催化劑的實際應用效果，具體操作如下:將實施例制得的催化劑A、B和C分別按一定量加入到粉末涂料的配方中，見表1，對涂層的固化溫度、水平流動性、沖擊、硬度等項目進行檢驗對比。
[0051]具體的相關檢測指標檢測按如下標準進行:
[0052]涂膜附著力性按GB/T9286 — 1998規定進行；
[0053]涂膜耐沖擊性按GB/T1732 — 1993規定進行；
[0054]涂膜光澤度按GB/T9754的規定，以60°角進行測試；
[0055]涂膜硬度按照GB/T6739—1996規定進行；
[0056]涂層耐堿性按GB/T9274 — 1988中甲法(浸泡法)進行，將樣板浸入5% (質量百分數)氫氧化鈉(化學純)溶液中至規定的時間，取出樣板，用流水輕輕地沖洗后立即目視觀察涂膜。如三塊樣板中有二塊未出現起泡、開裂、剝落、掉粉、明顯變色、明顯失光等涂膜病態現象，則評為“無異常”。
[0057]涂層耐酸性按GB/T9274 — 1988中甲法(浸泡法)進行。將樣板浸入3%(質量百分數)鹽酸(化學純)溶液中至規定的時間，取出樣板，用流水輕輕地沖洗后立即目視觀察涂膜。如三塊樣板中有二塊未出現起泡、開裂、剝落、掉粉、明顯變色、明顯失光等涂膜病態現象，則評為“無異常”。
[0058]表1本發明催化劑的相關檢測項目表
[0059]
【權利要求】
1.一種可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:其原料構成組分及其重量份數如下:低粘度聚酯樹脂70-95份.’可催化羧基的相轉移催化劑5-20份；可促使環氧基團開環的催化劑 1-10份；抗氧化劑5-20份。
2.根據權利要求1所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述低粘度聚酯樹脂樹脂，該樹脂在175°C時的粘度范圍為60~65Po，軟化點在90 ~100。。。
3.根據權利要求1所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述可催化羧基的相轉移催化劑為鎗鹽。
4.根據權利要求3所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述鎗鹽為三乙基芐基氯化銨、三苯基乙基溴化磷、氯化膽堿、三苯基磷或三苯基氧化磷。
5.根據權利 要求1所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述可促使環氧基團開環的催化劑為咪唑或者改性咪唑。
6.根據權利要求5所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述咪唑或者改性咪唑為2-甲基-咪唑或者二苯基咪唑啉類化合物。
7.根據權利要求1所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧劑。
8.根據權利要求7所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑，其特征在于:所述受阻酚類抗氧劑為四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
9.一種如權利要求1至8任一項所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑的制備方法，其特征在于:步驟如下: 將各種物料加到高速混料機，經干混合后經擠出機擠出，一區溫度為80-90°C，二區溫度為100-120°C，進行熔融、混煉、擠出、冷卻、壓片，成為片狀的乳白色固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑。
10.一種如權利要求1至8任一項所述的可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑的制備方法，其特征在于，步驟如下: 將粘度低的端基為羧基的飽和聚酯樹脂放入反應釜中，使其在170-180°C的溫度下熔融、攪拌，然后將可催化羧基的相轉移催化劑、可促使環氧基團開環的催化劑、抗氧化劑分別加入到已經熔融的聚酯樹脂中，進行攪拌均勻20分鐘，冷卻壓片，最后形成乳白色透明固體，即得可降低端基為羧基的飽和聚酯樹脂固化溫度的催化劑。
【文檔編號】C09D167/00GK103601872SQ201310593777
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】陳超, 王焱, 王浩 申請人:天津翔盛粉末涂料有限公司