技术领域
[0001] 本
发明涉及粉末涂料领域，尤其涉及一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法。
背景技术
[0002] 粉末涂料不含任何
溶剂和
水分，通过加热
烘烤、流平、
固化成膜。粉末涂料在建材、家电、
汽车等行业有着十分广泛的应用。大多数金属板材长期在户外使用，刮擦现象相当普遍，这会造成涂层表面擦伤，不仅影响美观，而且会导致涂层进一步损坏，从而造成材料失效。为提高粉末涂料的耐刮擦性能，必须提高粉末涂料的硬度。
[0003] 目前，制备高硬度粉末涂料一般有三种体系：①普通聚酯体系，其优势是价格便宜，但其交联
密度低，需大量填料填充，这限制了其应用；②聚
氨酯体系，交联密度高，树脂制成的涂料表面硬度高，通常可达到4H以上，但价格昂贵，与普通聚酯体系相容性不好，这成为其在使用中的问题；③
丙烯酸体系，涂料硬度同样可以很高，但对于其他体系具有干扰性，这导致其使用上需配备专用设备，不具备普适性，而且价格高也是其限制因素。
[0004] 综合制备高硬度粉末涂料的三种体系可以看出：普通聚酯体系是适用性与经济性最好的一种，因此开发一种高硬度粉末涂料用聚酯树脂具有巨大的市场潜
力。
发明内容
[0005] 针对
现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法，不仅成本低廉，而且由该聚酯树脂制成的粉末涂料表面硬度可以达到4H以上，最高可达6H。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，包括以下重量份的原料：
[0008]
[0009] 其中，所述多元酸包括酯化用多元酸和
酸化用多元酸；所述酯化用多元酸采用对苯二
甲酸、间苯二甲酸、
己二酸、1,4-环己烷二甲酸中的至少一种；所述酸化用多元酸采用偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐中的至少一种。
[0010] 优选地，所述多元醇包括二元醇或三元醇中的至少一种；所述二元醇采用新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、乙二醇、1,3-丙二醇中的至少一种；所述三元醇采用三羟甲基丙烷，并且所述三元醇的用量占所述多元醇总
质量的1wt％～2wt％。
[0011] 优选地，所述催化剂采用单丁基
氧化
锡。
[0012] 优选地，所述助剂采用
亚磷酸酯类、有机磷类、酚类中的至少一种。
[0013] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括：
[0014] 按照上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂的配方选取各原料；
[0015] 步骤1、将多元醇、酯化用多元酸和催化剂加入反应釜中，并逐步升温至235～242℃，反应8～10h，直至酸值达到10～13mg KOH/g、
粘度达到500～900cps@175℃；
[0016] 步骤2、将步骤1处理后的物料降温至215～225℃，用油
泵抽
真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应0.5～2h，直至酸值达到0.5～2mg KOH/g、粘度达到1500～3000cps@175℃；
[0017] 步骤3、将步骤2处理后的物料降温至180～200℃，然后加入酸化用多元酸搅拌30～60min，直至酸值达到60～80mg KOH/g、粘度达到8000～12000cps@175℃；
[0018] 步骤4、向步骤3处理后的物料中加入助剂，搅拌30～60min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0019] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料，采用上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂制成。
[0020] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂的制备方法以单丁基氧化锡作为催化剂，先进行多元醇与多元酸的酯化反应，指标合格后，进行真空缩聚反应，再加入多元酸进行酸化，从而制成了酸值60～80mg KOH/g、粘度8000～12000cps@175℃、
玻璃化温度50～60℃的聚酯树脂；该聚酯树脂制成的粉末涂料表面硬度可以达到4H以上，最高可达6H，而且成本低廉。
具体实施方式
[0021] 下面对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0022] 下面对本发明所提供的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0023] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，可以包括以下重量份的原料：
[0024]
[0025] 具体地，该高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂可以包括以下实施方案：
[0026] (1)所述多元酸包括酯化用多元酸和酸化用多元酸；所述酯化用多元酸采用对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、1,4-环己烷二甲酸中的至少一种；所述酸化用多元酸采用偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐中的至少一种。
[0027] (2)所述多元醇包括二元醇或三元醇中的至少一种；所述二元醇采用新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、乙二醇、1,3-丙二醇中的至少一种；所述三元醇采用三羟甲基丙烷，并且所述三元醇的用量占所述多元醇总质量的1wt％～2wt％。
[0028] (3)所述催化剂采用单丁基氧化锡。
[0029] (4)所述助剂采用亚磷酸酯类、有机磷类、酚类中的至少一种。
[0030] 进一步地，该高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂的制备方法可以包括以下步骤：
[0031] 按照上述高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂的配方选取各原料。
[0032] 步骤1、将多元醇、酯化用多元酸和催化剂加入反应釜中，并逐步升温至235～242℃，反应8～10h，直至体系无色透明，并且测试酸值达到10～13mg KOH/g、粘度达到500～900cps@175℃。
[0033] 步骤2、将步骤1处理后的物料降温至215～225℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应0.5～2h，直至酸值达到0.5～2mg KOH/g、粘度达到1500～3000cps@175℃。
[0034] 步骤3、将步骤2处理后的物料降温至180～200℃，然后加入酸化用多元酸搅拌30～60min，直至酸值达到60～80mg KOH/g、粘度达到8000～12000cps@175℃。
[0035] 步骤4、向步骤3处理后的物料中加入助剂，搅拌30～60min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0036] 与现有技术聚酯工艺相比，本发明通过对聚酯树脂的配方以及反应工艺参数进行控制，从而制成了酸值60～80mg KOH/g、粘度8000～12000cps@175℃、玻璃化温度50～60℃的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂；该聚酯树脂可以按比例与TGIC固化剂完全固化，固化后综合性能优异，特别是涂层表面硬度，可达到4H以上，最高可达6H，可以很好的解决涂层因刮擦导致漆膜损坏失效的问题。
[0037] 综上可见，本发明实施例不仅成本低廉，而且由该聚酯树脂制成的粉末涂料表面硬度可以达到4H以上，最高可达6H。
[0038] 为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明提供的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法进行详细描述。
[0039] 实施例1
[0040] 一种该高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，其制备方法可以包括以下步骤：
[0041] 步骤A1、将新戊二醇1300重量份、1,4-环己烷二甲醇100份，对苯二甲酸1300重量份、间苯二甲酸400重量份、己二酸300重量份和单丁基氧化锡2重量份加入反应釜中，升温至150℃，开启搅拌，以20℃/60min的速率升至240℃左右，反应8h，直至体系无色透明，并且酸值达到11mg KOH/g、粘度达到550cps@175℃。
[0042] 步骤A2、将步骤A1处理后的物料降温至220℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应1h，直至酸值达到1mg KOH/g、粘度达到2700cps@175℃。
[0043] 步骤A3、将步骤A2处理后的物料降温至190℃，然后加入偏苯三酸酐500重量份搅拌40min，直至体系淡黄色透明，并且酸值达到75mg KOH/g、粘度达到9800cps@175℃。
[0044] 步骤A4、向步骤A3处理后的物料中加入苄基三苯基氯化磷60重量份，搅拌30min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0045] 实施例2
[0046] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，其制备方法可以包括以下步骤：
[0047] 步骤B1、将新戊二醇1200重量份、二乙二醇250重量份，对苯二甲酸1700重量份、己二酸350重量份和单丁基氧化锡2重量份加入反应釜中，升温至150℃，开启搅拌，以20℃/60min的速率升至240℃左右，反应9h，直至体系无色透明，并且酸值达到11.5mg KOH/g、粘度达到500cps@175℃。
[0048] 步骤B2、将步骤B1处理后的物料降温至220℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应1.5h，直至酸值达到1.4mg KOH/g、粘度达到2300cps@175℃。
[0049] 步骤B3、将步骤B2处理后的物料降温至190℃，然后加入偏苯三酸酐500重量份搅拌40min，直至酸值达到73.4mg KOH/g、粘度达到9300cps@175℃、玻璃化温度52℃。
[0050] 步骤B4、向步骤B3处理后的物料中加入苄基三苯基氯化磷60重量份，搅拌30min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0051] 实施例3
[0052] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，其制备方法可以包括以下步骤：
[0053] 步骤C1、将新戊二醇1200重量份、乙二醇450重量份，对苯二甲酸2000重量份、间苯二甲酸300重量份和单丁基氧化锡2重量份加入反应釜中，升温至150℃，开启搅拌，以20℃/60min的速率升至240℃左右，反应8.5h，直至体系无色透明，并且酸值达到12mg KOH/g、粘度达到650cps@175℃。
[0054] 步骤C2、将步骤C1处理后的物料降温至220℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应1.5h，直至酸值达到0.8mg KOH/g、粘度达到2900cps@175℃。
[0055] 步骤C3、将步骤C2处理后的物料降温至190℃，然后加入偏苯三酸酐400重量份搅拌40min，直至酸值达到71mg KOH/g、粘度达到8800cps@175℃、玻璃化温度51.8℃。
[0056] 步骤C4、向步骤C3处理后的物料中加入苄基三苯基氯化磷60重量份，搅拌30min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0057] 实施例4
[0058] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，其制备方法可以包括以下步骤：
[0059] 步骤D1、将新戊二醇1300重量份、1,3-丙二醇200份，对苯二甲酸1900重量份、己二酸300重量份和单丁基氧化锡2重量份加入反应釜中，升温至150℃，开启搅拌，以20℃/60min的速率升至240℃左右，反应8h，直至体系无色透明，并且酸值达到10.5mg KOH/g、粘度达到750cps@175℃。
[0060] 步骤D2、将步骤D1处理后的物料降温至220℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应1h，直至酸值达到0.65mg KOH/g、粘度达到2750cps@175℃。
[0061] 步骤D3、将步骤D2处理后的物料降温至190℃，然后加入均苯四甲酸酐350重量份搅拌40min，直至体系淡黄色透明，并且酸值达到76mg KOH/g、粘度达到10700cps@175℃、玻璃化温度56℃。
[0062] 步骤D4、向步骤D3处理后的物料中加入苄基三苯基氯化磷60重量份，搅拌30min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0063] 实施例5
[0064] 一种高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂，其制备方法可以包括以下步骤：
[0065] 步骤E1、将新戊二醇1300重量份、三羟甲基丙烷40份，对苯二甲酸1500重量份、1,4-环己烷二甲酸500重量份和单丁基氧化锡2重量份加入反应釜中，升温至150℃，开启搅拌，以20℃/60min的速率升至240℃左右，反应8h，直至体系无色透明，并且酸值达到11.7mg KOH/g、粘度达到820cps@175℃。
[0066] 步骤E2、将步骤E1处理后的物料降温至220℃，用油泵抽真空缩聚反应，真空度-0.09～-0.1Mpa下反应1h，直至酸值达到1.3mg KOH/g、粘度达到3000cps@175℃。
[0067] 步骤E3、将步骤E2处理后的物料降温至190℃，然后加入偏苯三酸酐400重量份搅拌40min，直至酸值达到74.3mg KOH/g、粘度达到11200cps@175℃、玻璃化温度57℃。
[0068] 步骤E4、向步骤E3处理后的物料中加入苄基三苯基氯化磷60重量份，搅拌30min后出料，从而制得上述的高硬度耐刮擦粉末涂料用聚酯树脂。
[0069] 综上可见，本发明实施例不仅成本低廉，而且由该聚酯树脂制成的粉末涂料表面硬度可以达到4H以上，最高可达6H。
[0070] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以
权利要求书的保护范围为准。
