[发明专利]一种耐水煮性能优异的水性聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚酯涂料，具体说是一种耐水煮、抗水解的水性聚酯及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，工业用涂料的技术也日益完善。水性聚酯涂料是工业水性涂料的一种，其具有对金属的附着力良好、光泽度好和耐溶剂等优点，同时具备优良的柔韧性及拉伸性能，所以其被广泛应用于生产设备、金属材料等的表面涂装领域。然而，聚酯树脂自身具有酯键结构，其使用时的缺点也十分明显，具体表现为在储存过程或成膜后涂膜遇水即会发生酯键的水解，从而导致涂膜性能的大幅度下降而影响聚酯树脂的正常使用。目前的解决办法是利用丙烯酸树脂或有机硅树脂对聚酯分子链进行改性，但是，由于丙烯酸低聚物或有机硅中间体与聚酯分子链的反应时，其大分子基团的挂接会减弱分子链的柔性，使反应产物的柔韧性及冲击性能变差。此外，丙烯酸低聚物或有机硅中间体与聚酯分子链之间也会出现相容较差的问题，导致涂膜中产生分层现象，大幅降低了涂膜的光泽度。

中国专利文献CN101654546A公开了一种耐水解聚酯树脂组合物，利用末端基封端剂对聚酯主链进行封端。但该聚酯树脂仅仅是在分子主链形成后再进行封端，其主链上侧基团的酯基仍然具有水解性，因而其改善水解性能的效果较差。而中国专利文献CN101215730A则公开了一种用抗水解剂改性的聚酯纤维，其利用抗水解剂碳化二亚胺对聚酯分子主链进行封端或与羟基发生反应来改善聚酯的抗耐水解性。但碳二亚胺不适合用于水性分散体系，一方面碳化二亚胺在存放过程中会与羟基反应，并破坏阴离子分散体的稳定性，造成聚酯树脂在乳化体系中容易出现破乳的情况；另一方面碳化二亚胺成本较高，难以在工业上大规模应用。因此，如何制备一种抗水解性能优良的水性聚酯，是目前金属涂装涂料行业的一道重大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既具有优秀的耐水煮性能、又具备良好的机械性能的水性聚酯及其制备方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种耐水煮性能优异的水性聚酯，其特征在于：所述耐水煮性能优异的水性聚酯包括至少含有二聚醇的多元醇单体、至少含有二聚酸的多元酸单体、支化剂、亲水单体、环氧改性剂及中和剂，上述组分按照质量份数算分别为：多元醇单体40-80份、多元酸单体40-80份、支化剂10-30份、亲水单体10-50份、环氧改性剂10-30份、中和剂10-20份。

进一步说，多元醇单体为二聚醇和二元醇的任意比例混合物。

更进一步说，二元醇包括1,3-丙二醇、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇中的一种或以任意比例混合。

进一步说，多元酸单体为二聚酸和二元酸的任意比例混合物。

更进一步说，二元酸包括丁二酸、顺丁烯二酸、芳香族二元酸、对苯二甲酸中的一种或以任意比例混合。

进一步说，支化剂包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的一种或以任意比例混合。

进一步说，亲水单体包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种或以任意比例混合。

进一步说，环氧改性剂包括E44环氧树脂、丁酸缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯中的一种或以任意比例混合。

进一步说，中和剂为有机胺，其包括三乙胺、二甲基乙醇胺、二乙醇胺中的一种或以任意比例混合。

进一步说，该耐水煮性能优异的水性聚酯的制备方法包括如下步骤：

a)常温常压下，在设有搅拌器的反应釜中分别加入多元醇单体、多元酸单体、亲水单体、支化剂并搅拌至均匀，然后在持续搅拌状态下边加入酯化催化剂边往反应釜内通入氮气；

b)把反应釜加热至130-160℃，加热时间0.5-2小时，然后保温反应1-3小时；

c)把b步骤所得混合物继续加热至160-190℃，加热时间0.5-2小时，保温反应2-4小时，然后继续加热至190-230℃，加热时间0.5-2小时，保温反应2-5小时；

d)把c步骤所得混合物进行缓慢降温，当温度降至110-140℃时加入环氧改性剂，并保温反应2-4小时；

e)把d步骤所得混合物进行缓慢降温，当温度降至50-90℃时加入中和剂，并保温反应0.5-1小时；

f)往e步骤所得混合物中缓慢滴加去离子水，滴加的同时持续搅拌0.5-1小时，然后出料即可得耐水煮性能优异的水性聚酯。

本发明对现有技术的水性聚酯进行改进，其优点如下：