Nonblooming聚酯树脂及其应用的发展,Low-Temperature-Curing粉末涂料| PCI杂志

节约能源和热敏性基质,low-temperature-curing粉末涂料是涂料行业得到越来越多的关注。1、2与low-temperature-curing粉末涂料相关的问题已经几个专利的主题和出版物。3 - 9与low-temperature-curing粉末涂料相关的两个主要问题是:

2。可怜的外观和物理性质。

本报告描述nonblooming聚酯树脂的发展和近期工作low-temperature-curing粉末涂料的发展与改善外观和物理性质。

Nonblooming聚酯树脂的开发

基本了解的性质已经由Martinazzo盛开的影响,et al.3出版的作者确认盛开的化学性质由多种现代分析技术,发现它的22位缩合形成的环状低聚物的两个分子的对苯二甲酸(TA)和两个分子的新戊二醇(NPG)如图1所示,晶体熔化温度约275度c。本文的另一个重要的事实显示,高效凝胶渗透色谱法(HP-GPC)聚酯树脂显示一个小峰的尾端分子量分布(随钻测量)情节与保留时间(Rt)类似于盛开的物质。这清楚地表明,什么叫做盛开的不是生成副产品在烤从树脂之间的相互作用和交联剂或热降解,但物质已经存在于树脂本身。

基于这些信息,我们扫描了随钻测量块大量的聚酯树脂,其中两个是如图2所示。图1描述了MORKOTE®200,罗门哈斯TGIC聚酯树脂主要基于NPG / TA一些小修改单体。在这个情节,Rt 36分钟,有一个相对较小的但顶点对应低分子量环状低聚物被Martinazzo负责盛开,et al.3情节2是另一个类似的聚酯树脂,MORKOTE 400年的部分核计划组与2-butyl-2-ethyl-1代替,3-propane二醇(BEPD)。在这个情节,由于循环峰值低聚物要小得多。这个观察是我们的实验工作的基础导致nonblooming聚酯树脂的发展。

实验

所有聚酯合成了一个标准的两步,融化融合的过程。在第一步中,端羟基聚酯是由单体在树脂反应釜的酯化催化剂和颜色稳定剂在氮。温度慢慢上升到240摄氏度的水收集酯化。当取水率变得不可估量的,树脂的酸值(一个)低于5,反应的第一阶段完成后,提供一个羟基终端聚酯。在第二阶段,间苯二甲酸(IPA)添加到反应混合物和加热继续说。最后,继续加热减压下不到150毫米汞柱,直到获得一个稳定的酸值。各种树脂的应用程序测试是在一个白色的样品测试配方,和盛开的阻力的测试是在一个高光泽黑配方,表1中列出。测试盛开的阻力的树脂、高光泽black-powder-coated钢铁板第一次治愈10分钟375度F(191摄氏度)。治愈板受到的热量在225度F(107摄氏度)的空气循环烤箱时间不同,和他们的光泽的变化值确定。相比之下,一个商业聚酯树脂,MORKOTE 300和Grilesta v73 - 94, nonblooming树脂,也测试了。测试是一式三份完成16小时为每个聚酯和时间。

结果和讨论

一些初始失败后通过修改工艺条件,通过改变TA /异丙醇的比例最小化绽放,我们的努力都是针对优化醇组成。

一系列聚酯合成了不同比例的核计划组/ BEPD。表2中列出了树脂成分,他们的表现属性和盛开的电阻测试结果在表3中。测试的结果清楚地表明,在四个小时内,MORKOTE 300年,基于NPG / TA /异丙醇,显示了一个大幅减少在最初由于盛开的光泽。所有其他树脂样品,根据不同级别的BEPD替换,显示大幅减少光泽。这是商业可比在某些情况下树脂Grilesta v73 - 94。随钻测量块两种树脂,MORKOTE 200和树脂样品N BEPD替换为16%,如图3所示。BEPD取代树脂的随钻测量图清楚地表明,一个小峰认定为由于环状低聚物的存在或多或少就消失了。正是因为这一原因,我们相信的聚酯树脂与BEPD NPG被替换的部分,显示减少开花的倾向,这取决于取代度。深入了解结构的财产关系在BEPD-based饱和聚酯树脂由Ahjopalo提供,等al.4他们研究了各种二醇的反应和二酸在不同的反应条件。他们用分子建模和各种分析技术如GPC Matrix-assisted激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI)和MALDI-MS描述线性和环低聚物。 They found the probability of the formation of macrocyclic structures decreases in the order BEPD-PA(Phthalic anhydride) >BEPD-AA(Adipic acid) >BEPD-IPA>BEPD-TA.

Low-Temperature-Curing粉末涂料

Low-temperature-curing粉末涂料显示可怜的表面由于缺乏粉融化流出的电影和可怜的物理性质由于治疗不足。在高光泽涂料,霾表面由于盛开的发展已经成为一个严重的问题,如果不使用合适的nonblooming聚酯树脂。low-temperature-curing粉末涂料克服这些问题,我们开发了半晶质的羧基功能聚酯树脂,形成co-reactable混合物与无定形nonblooming羧基聚酯树脂所述固化剂/聚酯涂料体系。使用semicystalline聚酯树脂粉末涂料的话题最近的出版物。7,10 - 13

实验

半晶质聚酯树脂合成通过一个两步过程。各种树脂的性质如表4所示。在DSC评价,每个树脂显示急剧融化峰值(Tm2deg C),与肩在较低温度下(Tm1deg C)。原材料用于制备涂料配方表5中列出。

涂料配方如表6所示就做好了准备。所有原料都是包混合,用双螺杆挤出机挤压在下列条件:

饲料区温度凉爽

混合区温度160度F

螺杆转速400转

氧化铝“C”添加量0.2%的磨前挤出物。挤出物是地面Brinkmann磨床,通过200 -筛网筛选。由此产生的粉末与诺信静电喷枪喷到3 x 5”清洁冷轧钢材面板(Q-Panel),治愈300度F(149摄氏度)10分钟。测试结果与各种粉末涂料是列在表6。配方7和8治愈在2.5 - 3.5密耳涂层厚度在300度F 15分钟。

结果和讨论

1。样本1和4包含树脂给优秀的治愈和力学性能,但样品4给出了一个更为顺畅涂料,这是免费的从盛开。

2。半晶质较高的树脂B“f”给变形完成优秀的治愈和机械性能。

3所示。治愈275度F 15分钟时,样品4、5和6都给优秀的治疗。示例6(控制——比较的例子)不开发完整的力学性能,而在这样的低温治疗条件下样品4和5开发很好的机械性能和外观。

4所示。类似的效果观察的样品7和8。在这些样本,甚至色素加载45%,样本8包含半晶质树脂发展几乎完整的机械性能。

结论

nonblooming聚酯树脂开发中一部分BEPD NPG已经代替。GPC分析BEPD-substituted树脂清楚显示减少的环状低聚物负责盛开的水平。的形成的概率大环的结构已被证明会降低的顺序BEPD-PA > BEPD-AA > BEPD-IPA > BEPD-TA。用部分无定形羧基聚酯树脂半晶质树脂,外观和物理性能优良的涂料,可以获得在温度低至275度F在15分钟内。

更多信息,联系Navin b .沙罗门哈斯粉末涂料,研发中心,3商务博士,阅读,PA 19607;电话610/775.6690;或电子邮件nshah@rohmhaas.com。

本文提出了在国际水性,高固体含量和粉末涂料研讨会,2003年2月26 - 28日期间,新奥尔良。

引用

1 Rijkse k . Mod Pt。&玻纤。2001年4月,》。

2贝利,j .州的Pt。&粉1997年12月18 - 23。

3 ? Martinazzo, f . et al。13日PRA国际会议11月15 - 17日,1993年,布鲁塞尔,赫斯特莎拉公司

4 l . Ahjopalo et al .聚合物41 2000 8283 - 8290。

5莫顿国际有限公司5880223年美国专利,1999年3月。

6 ?麦克沃特技术。2022世界杯八强水位分析美国专利5637654年,1997年6月。

7 ? Courtaulds旗下涂料(控股)有限公司美国专利6184311 B1, 2001年2月。

8 ?壳牌石油公司。美国专利6187875 B1, 2001年2月。

9 ?伯格曼a . et al . Pt。&粉玻纤。2001年10月17日至19日。