[发明专利]一种TGIC耐热粉末涂料用有机硅改性端羧基聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种TGIC耐热粉末涂料用有机硅改性端羧基聚酯树脂，本发明还涉及该有机硅改性端羧基聚酯树脂的制备方法。

背景技术

粉末涂料及其涂装由于低污染、节省资源、劳动生产率高和便于实行自动化生产等特点，自七八十年代以来，得到了迅速的发展。随着涂料工业的发展，粉末涂料在金属底材上的涂装方面已经得到了广泛的应用，近年来，抗菌型、高耐磨型、耐热型等功能性产品的开发与应用成为粉末涂料的发展方向。耐热性粉末涂料是指长期经受200℃以上温度，涂膜良好，并能使保护对象在高温环境中正常发挥作用的粉末涂料。从聚合物稳定性机理来讲，聚合物的耐热性主要取决于其分子结构。聚酯树脂由于主链结构主要是以C-O键为主，耐热性较差，在一定高温的条件下使用之后容易老化，制成的粉末涂料在经过高温烘烤后涂层会有粉化、失光等现场，失去了作为涂层的保护作用，所以需要经过一定的改性来提高耐热性。           

有机硅树脂是以Si-O键为主链、其键能为452kJ/mol，比C-C键的356kJ/mol高出96kJ/mol，这是有机硅树脂具有高温稳定性的主要原因。同时，有机硅树脂中的羟基受热氧化后生成的Si-O-Si键具有高度交联性，使其更加稳定，在外层形成的Si-O链，对高聚物内部起到保护作用。由于Si-O极性大，因此能够有效的防止所连羟基基团的氧化作用。有机硅树脂的主链由Si-O链接构成，侧链则为其它各种有机基团，因此，有机硅树脂中既含有有机基团，又含有无机结构，使它同时具有有机及无机物的特性。因此有机硅树脂具有优异的耐热性、耐候性、电绝缘性、耐化学药品性以及助燃性等优点。但是单纯的有机硅涂料目前市场上产品很少，而且价格较贵，有机硅由于极性低，表面张力低对底材的附着力不足难以单独使用或者使用的面太窄。

粉末涂料主要包括混合型、TGIC固化型以及Primid纯聚酯型，其中市场最大、用量最多的当属TGIC固化型，由于TGIC固化型相比混合型粉末涂料具有耐候性的优势，相比Primid型具有板面外观上的优势，因此将有机硅与TGIC型聚酯树脂结合起来会更进一步扩大该类型聚酯的附加值，同时市场需求也有保证。TGIC耐热粉末涂料用有机硅聚酯树脂与TGIC粉末涂料用聚酯树脂基本情况类似，都是使用的TGIC作为固化剂，不过相比普通的TGIC型粉末涂料，它具有更高的附加值，不但能作为普通TGIC型粉末涂料使用，而且由于其自身耐热性的优势，可以涂覆在一些需要较高工作温度的工件表面，这是一般TGIC型粉末涂料所不具备的，同时相比耐烧蚀涂料、纯有机硅涂料又具有成本上的优势。虽然这类型聚酯树脂的性能优势价格优势很大程度能扩大其市场其应用范围，但是应该看到由于是有机硅与聚酯树脂的共聚，也就是说其链段上还含有较多的C-O键和C-C键，而这是高分子不耐热的主因所以实际上提升的耐热程度是有极限的。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种TGIC耐热粉末涂料用有机硅改性端羧基聚酯树脂，该聚酯树脂具有合适的玻璃化转变温度、软化点、贮存稳定性，制备的粉末涂料具有优异的耐热性，尤其适合使用于聚酯/TGIC固化体系的粉末涂料。

本发明的目的之二是提供上述有机硅改性端羧基聚酯树脂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种TGIC耐热粉末涂料用有机硅改性端羧基聚酯树脂，酸值为30~36mgKOH/g,羟值都小于l0mgKOH/g，玻璃化转变温度为50~65℃，熔融粘度为3000~7000mPa.s，数均分子量为3000~8000，其主要由以下重量百分比的原料共缩合而成：

有机硅            5~25%

多元醇            25%~45%

芳香多元酸       35~65%

脂肪多元酸      0%~5%

酸解剂            4%~15%

酯化催化剂      0.01~0.15%。

本发明所述的有机硅可以为含烷氧基（Si-OR＇）的有机硅中间体（低聚物），包括道康宁产品如RSN-3074、RSN-3037和Wacker 368，还可以为含硅羟基（Si-OH）的有机硅中间体（低聚物），包括道康宁产品的RSN-6018和Wacker 604。

本发明所述的多元醇为新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2-丙二醇中的一种或两种以上混合物。

本发明所述的芳香多元酸为对苯二甲和间苯二甲酸中的一种或两种的混合物。