一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于工业涂料领域，尤其涉及一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料及其制备方法。


背景技术：

2.热塑性聚酯是由饱和二元酸和二元醇通过缩聚反应制得的线性聚合物。根据二元酸单体和二元醇单体的不同，可以分为多种热塑性聚酯。目前已经工业化生产应用的品种主要有：聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸环己撑二甲醇酯(pct)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚萘二甲酸丁二醇酯(pbn)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)等，聚酯主要用于生产聚酯纤维(涤纶)，同时作为非纤维的薄膜、塑料、包装容器、粘合剂、涂料制品等广泛应用于轻工、机械、电子、食品包装等工业领域。热塑性聚酯一般具有良好的成纤性、力学性能、抗蠕变性、低吸水性以及电绝缘性能，但聚酯的耐磨性、抗冲击性能欠佳。因此，需对聚酯树脂进行改性。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料；羟基聚酯树脂通过二异氰酸酯与有机硅树脂和端羧基丁二烯橡胶发生交联发生，有机硅树脂的引入增强了聚酯树脂的强度和硬度，丁二烯橡胶的引入，赋予共聚物树脂柔性链段，使所制得的涂膜在应力作用下具有强的抗冲击性能和耐磨性能。
4.本发明目的在于提供一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料，所述抗冲击耐磨聚酯工业涂料包括以下重量含量原料：
[0005][0006]
所述羟基聚酯树脂的羟值5mgkoh/g以下。
[0007]
本方案所选用的羟基聚酯树脂的羟值低，一方面，提供一定含量的羟基与二异氰酸酯反应，使有机硅树脂和端羧基丁二烯橡胶接枝到聚酯树脂中；另一方面，聚酯树脂的羟值含量低，使羟基聚酯树脂与有机硅树脂和端羧基丁二烯橡胶交联程度不会过高，以致使所制备得到的涂膜耐磨性和抗冲击强度下降。
[0008]
本方案通过在聚酯树脂中加入有机硅树脂，有机硅树脂在二异氰酸酯的作用下可以与羟基聚酯树脂发生交联反应，且有机硅树脂的分子链上含有si-o键，可增强聚酯树脂的强度和硬度。
[0009]
本方案通过二异氰酸酯使端羧基丁二烯橡胶接枝到聚酯树脂的分子链上，端羧基
丁二烯橡胶的分子链具有很强的柔性，使所制得的涂膜在应力作用下具有强的抗冲击性能和耐磨性能。
[0010]
本发明另一目的在于提供一种所述有机硅树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0011]
将三乙氧基硅基丙基马来酸、引发剂、溶剂混合，加热搅拌，得有机硅树脂。
[0012]
本方案所选用的三乙氧基硅基丙基马来酸分子链含有羧基。可与羟基聚酯树脂发生交联反应，增强聚酯树脂的强度和硬度。
[0013]
优选地，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。本方案所选用的引发剂分解温度高、活性低，可得到低分子量的有机硅树脂，将其运用于聚酯树脂改性中，可以增强聚酯树脂的强度和硬度，且不会对涂料的耐磨性能和抗冲击性能造成影响。
[0014]
本方案直接将三乙氧基硅基丙基马来酸单体与引发剂混合，而不是分步加入，可使在反应初期，引发剂浓度高，有利于制备低分子量的有机硅树脂。
[0015]
优选地，所述溶剂选自苯、甲苯中的一种或多种。本方案所选用的溶剂沸点高，可用于反应温度高的反应体系中。
[0016]
优选地，所述三乙氧基硅基丙基马来酸与引发剂的重量比为5-10:0.003-0.005。
[0017]
优选地，所述加热的温度为105-110℃。本方案的加热温度是基于引发剂分解温度的选择。
[0018]
优选地，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种。本方案所选用的二异氰酸酯与羟基聚酯、有机硅树脂、端羧基丁二烯橡胶的交联反应活性大。
[0019]
本发明再一目的在于提供一种所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]
步骤s1.将羟基聚酯树脂、有机硅树脂、乳化剂、水混合，高速搅拌，得混合树脂乳液；
[0021]
步骤s2.将混合树脂乳液、纳米二氧化钛、辅料混合，高速搅拌，得抗冲击耐磨聚酯工业涂料。
[0022]
优选地，步骤s1中，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种。
[0023]
优选地，步骤s1中，所述羟基聚酯树脂、乳化剂与水的重量比为1:0.3-0.5:0.1-0.2。
[0024]
进一步的，所述抗冲击耐磨聚酯工业涂料还包括辅料，所述辅料选自分散剂0.5-1.5重量份、消泡剂0.5-2.0重量份、流平剂0.5-2.0重量份、填料10-20重量份、水15-30重量份。
具体实施方式
[0025]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0026]
实施例1：有机硅树脂的制备。
[0027]
将三乙氧基硅基丙基马来酸50重量份、过氧化苯甲酰0.03重量份、甲苯30重量份混合，105℃加热搅拌1小时，得有机硅树脂。
[0028]
实施例2：有机硅树脂的制备。
[0029]
将三乙氧基硅基丙基马来酸50重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯0.04重量份、甲苯30重量份混合，110℃加热搅拌1小时，得有机硅树脂。
[0030]
实施例3：有机硅树脂的制备。
[0031]
将三乙氧基硅基丙基马来酸50重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯0.05重量份、甲苯30重量份混合，110℃加热搅拌1小时，得有机硅树脂。
[0032]
对比例1：有机硅树脂的制备。
[0033]
将三乙氧基硅基丙基马来酸50重量份、偶氮二异丁腈0.04重量份、乙酸乙酯30重量份混合，110℃加热搅拌1小时，得有机硅树脂。
[0034]
对比例2：有机硅树脂的制备。
[0035]
步骤s1.将过氧化苯甲酸叔丁酯0.04重量份、甲苯5重量份混合稀释，得到稀释的过氧化苯甲酸叔丁酯；
[0036]
步骤s2.将三乙氧基硅基丙基马来酸50重量份、稀释的过氧化苯甲酸叔丁酯、甲苯25重量份混合，110℃加热搅拌1小时，得有机硅树脂。
[0037]
实施例4-6和对比例3-6：提供抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备。
[0038]
(1)抗冲击耐磨聚酯工业涂料的组成。
[0039]
表1.实施例4-6和对比例3-6的抗冲击耐磨聚酯工业涂料的重量份组成。
[0040][0041]
(2)实施例4-6和对比例3-6抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备。
[0042]
步骤s1.按重量份分别将实施例1-3和对比例1-2的有机硅树脂与羟基聚酯树脂、
乳化剂、水混合，高速搅拌，得混合树脂乳液；
[0043]
步骤s2.按重量份分别将混合树脂乳液、纳米二氧化钛、辅料混合，高速搅拌，得抗冲击耐磨聚酯工业涂料。
[0044]
性能测试。
[0045]
按国家标准《gb/t1727漆膜一般制备法》将实施例4-6和对比例3-6制得的涂料制成涂膜进行性能测试，测试结果见表2。
[0046]
抗冲击性能测试：gb/t 1732-1993漆膜耐冲击性测定法。
[0047]
耐磨性测试：rca纸带耐磨测试，参照美国标准astm f2357-2010《standard test method for determining the abrasion resistance of inks and coatings on membrane switches using the norman tool"rca"abrader》，利用rca纸带耐磨试验机对涂膜进行耐磨性测试。
[0048]
表2.抗冲击耐磨聚酯工业涂料制得的涂膜物性测试结果。
[0049][0050]
由表2可知，实施例4-6制备得到的抗冲击耐磨聚酯工业涂料具有良好的耐磨性和抗冲击性能；对比例3中，所采用的引发剂分解温度低，聚合活性高，得到的有机硅分子量大，所制备得到的涂膜耐磨性差、抗冲击性能下降；对比例4中，先对引发剂进行稀释再加入，制备得到的有机硅树脂分子量大，所制备得到的涂膜耐磨性差、抗冲击性能下降；对比例5和对比例6中，没有在树脂中加入有机硅树脂或端羟基丁二烯橡胶，交联度下降，抗冲击性能和耐磨性能下降。
[0051]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本技术说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述抗冲击耐磨聚酯工业涂料包括以下重量含量原料：所述羟基聚酯树脂的羟值5mgkoh/g以下。2.如权利要求1所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述有机硅树脂的制备方法包括如下步骤：将三乙氧基硅基丙基马来酸、引发剂、溶剂混合，加热搅拌，得有机硅树脂。3.如权利要求2所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。4.如权利要求2所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述第一溶剂选自苯、甲苯中的一种或多种。5.如权利要求2所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述三乙氧基硅基丙基马来酸与引发剂的重量比为5-10:0.003-0.005。6.如权利要求2所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述加热的温度为105-110℃。7.如权利要求1所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种。8.一种如权利要求7所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1.将羟基聚酯树脂、有机硅树脂、乳化剂、水混合，高速搅拌，得混合树脂乳液；步骤s2.将混合树脂乳液、纳米二氧化钛、辅料混合，高速搅拌，得抗冲击耐磨聚酯工业涂料。9.如权利要求8所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种。10.如权利要求8所述的抗冲击耐磨聚酯工业涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述羟基聚酯树脂、乳化剂与水的重量比为1:0.3-0.5:0.1-0.2。

技术总结
本发明公开了一种抗冲击耐磨聚酯工业涂料及其制备方法，所述抗冲击耐磨聚酯工业涂料包括以下重量含量原料：羟基聚酯树脂50-60重量份、有机硅树脂10-20重量份、二异氰酸酯0.03-0.05重量份、端羧基丁二烯橡胶20-30重量份；所述羟基聚酯树脂的羟值5mgKOH/g以下。羟基聚酯树脂通过二异氰酸酯与有机硅树脂和端羧基丁二烯橡胶发生交联发生，有机硅树脂的引入增强了聚酯树脂的强度和硬度，丁二烯橡胶的引入，赋予共聚物树脂柔性链段，使所制得的涂膜在应力作用下具有强的抗冲击性能和耐磨性能。能。


技术研发人员：周伟建 戴海雄 黄理荣 马庆磊 张旭 林蛟 符传杰
受保护的技术使用者：广东美涂士建材股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/3/8