具体实施方式

本发明提供一种耐高温粉末涂料用聚酯及其制备方法和粉末涂料，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、1，4-萘二甲酸、二元醇、三羟甲基丙烷和丁基锡酸。

1，4-萘二甲酸具有稳定的物理化学性质，与所述聚酯树脂的其它成分的相融性好，其具有的多苯连环结构，能够明显提高树脂成品的耐热耐温性能，从而提高产品的适用性。己二酸在较大的浓度范围内，其pH值变化较小，是较好的pH值调节剂，而且其具有羧基，在酯化反应中，还能够与二元醇发生缩聚反应。二元醇的碳原子数对聚酯树脂的理化性能有重要的影响，特别是附着力、硬度、拉伸性能等。

进一步的，所述对苯二甲酸、1，4-萘二甲酸、间苯二甲酸和己二酸的摩尔质量之和与二元醇、三羟甲基丙烷的摩尔质量之和的比值为1∶1.6～1∶2。此摩尔比下制备的聚酯树脂，更适合制备粉末涂料。

进一步的，所述对苯二甲酸、1，4-萘二甲酸、间苯二甲酸和己二酸的摩尔质量的比值为0.01∶0.01∶4∶0.01～6∶2∶1∶0.2。此摩尔比下制备的聚酯树脂，更适合制备粉末涂料。

进一步的，所述二元醇与三羟甲基丙烷的摩尔质量的比值为1∶0.01～0.7。此摩尔比下获得的聚酯树脂的玻璃化转变温度最适合用于粉末涂料。

进一步的，所述丁基锡酸与反应物总量的摩尔质量的比值为0.01∶10～0.01∶100。此摩尔比下，催化剂能够快速催化反应，并且使反应处于可控的状态下，使酯化反应顺利进行。

所述二元醇的碳原子数为2～8个，包括乙二醇、二乙二醇、四聚乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇，新戊二醇，1,2-丙二醇，1,4-环己烷二甲醇中的一种或几种；当二元醇的碳原子数为2～8个时，所得到的聚酯树脂的理化性能达到最均衡的状态；以上几种二元醇成本低，能够有效控制产品的成本。

本发明还提供了一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为160～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；反应过程中，水的溜出量标志反应的进程，反应的完成程度与水的溜出量成正比，因此，当水的溜出量超过90％时，反应比较完全。

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。负压条件，更有利于反应的进行，上述压力条件下，使反应更加彻底，并且压力条件不会难以实现。

通过上述方法制备的聚酯树脂可明显提高其应用的粉末涂料在高温环境下的耐受性能，并且色差小，具有优异的光泽度和光滑度。

优选的，所述步骤S100的反应温度为220～270℃，特别是250℃；该温度下，酯化反应最彻底。

优选的，所述步骤S300的反应温度为240℃；该温度下，反应最彻底，且可控性好。

进一步的，本发明还提供了一种耐高温聚酯粉末涂料，包括如上所述的聚酯树脂，还包括交联剂、颜料、硫酸钡、流平剂和安息香，所述聚酯树脂与交联剂的质量比为93～95∶5～7。所述粉末涂料在高温下的耐受性明显优于环氧粉末涂料，能够耐受300℃的高温环境，而环氧粉末涂料在240℃的环境下即会产生分解。此外，所述粉末涂料还适用于户外的环境，能够长期耐受紫外线的照射；而环氧粉末涂料在紫外线的照射下容易产生黄变等不良现象。

所述交联剂为异氰尿酸三缩水甘油酯，异氰尿酸三缩水甘油酯是一种杂环环氧化合物，具有三个活泼的环氧基，能与聚酯树脂中的羟基进行高密度交联；而且杂环很稳定，具有优良的的耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品新和机械性能。

所述颜料包括钛白粉和330R炭黑中的一种。所述钛白粉和330R炭黑用于赋予粉末涂料颜色。钛白粉化学性质极为稳定，具有很好的热稳定性；330R炭黑的补强性能良好，能够赋予涂层较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。在实际应用中，还可以是其它的具有类似功能的颜料。

硫酸钡在波长300～400μm的范围内具有很高的反射性，可以保护漆膜遭光老化，是一种有效且廉价的白色无光稳定剂；而且，其针状晶体结构使它成为良好的平光剂，并且能增加涂层的流平性，降低流平剂的使用量。进一步的，硫酸钡的吸油量低，具有很高的填充量，可降低涂料的生产成本。此外，硫酸钡还能够提高涂膜的光泽度，提高涂膜的装饰性能。

安息香在所述粉末涂料中，能够有效消除熔融粉末涂液中的气泡，避免涂膜产生针孔缺陷。

当所述聚酯树脂与交联剂的用量为上述比例范围时，交联反应的效果最好。

为了更好地解释本发明的技术方案，通过以下实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸441.0份、间苯二甲酸73.4份、己二酸23.0份、1，4-萘二甲酸168.3份、新戊二醇577.9份、三羟甲基丙烷3.4份和丁基锡酸1.6份。

上述聚酯树脂通过以下方法制备：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为160～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。

上述制备的所述聚酯树脂的分子量为3446g/mol，官能度为2.1，酸值为30.0mgKOH/g。

取上述制备的聚酯树脂282份，以及交联剂18份，钛白粉150份，硫酸钡50份，流平剂4.5份，安息香2份置于预混机中预混合；再用挤出机将经过预混合的原料熔融挤出，冷却压片，将片状物通过粉碎机粉碎并过机，得到粒径合适的粉末涂料。

将制备的粉末涂料通过静电喷涂到工件表面，加热固化，得到粉末涂料涂层。

实施例2

一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸492.4份、间苯二甲酸73.1份、己二酸23.4份、1，4-萘二甲酸61.4份、新戊二醇585.4份、三羟甲基丙烷3.4份和丁基锡酸1.6份。

上述聚酯树脂通过以下方法制备：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为160～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。

上述制备的所述聚酯树脂的分子量为3445g/mol，官能度为2.1，酸值为30.0mgKOH/g。

取上述制备的聚酯树脂282份，以及交联剂18份，钛白粉150份，硫酸钡50份，流平剂4.5份，安息香2份置于预混机中预混合；再用挤出机将经过预混合的原料熔融挤出，冷却压片，将片状物通过粉碎机粉碎并过机，得到粒径合适的粉末涂料。

将制备的粉末涂料通过静电喷涂到工件表面，加热固化，得到粉末涂料涂层。

实施例3

一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸397.6份、间苯二甲酸110.2份、己二酸21.1份、1，4-萘二甲酸99.1份、新戊二醇564.3份、三羟甲基丙烷3.2份和丁基锡酸1.5份。

上述聚酯树脂通过以下方法制备：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为220～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。

上述制备的所述聚酯树脂的分子量为4214g/mol，官能度为2.1，酸值为25.0mgKOH/g。

取上述制备的聚酯树脂285份，以及交联剂15份，钛白粉150份，硫酸钡50份，流平剂4.5份，安息香2份置于预混机中预混合；再用挤出机将经过预混合的原料熔融挤出，冷却压片，将片状物通过粉碎机粉碎并过机，得到粒径合适的粉末涂料。

将制备的粉末涂料通过静电喷涂到工件表面，加热固化，得到粉末涂料涂层。

实施例4

一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸361.0份、间苯二甲酸186.6份、己二酸20.1份、1，4-萘二甲酸102.0份、新戊二醇554.0份、三羟甲基丙烷4.2份和丁基锡酸1.6份。

上述聚酯树脂通过以下方法制备：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为160～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。

上述制备的所述聚酯树脂的分子量为3297g/mol，官能度为2.1，酸值为33.0mgKOH/g。

取上述制备的聚酯树脂279份，以及交联剂21份，钛白粉150份，硫酸钡50份，流平剂4.5份，安息香2份置于预混机中预混合；再用挤出机将经过预混合的原料熔融挤出，冷却压片，将片状物通过粉碎机粉碎并过机，得到粒径合适的粉末涂料。

将制备的粉末涂料通过静电喷涂到工件表面，加热固化，得到粉末涂料涂层。

实施例5

一种耐高温粉末涂料用聚酯树脂，包括：对苯二甲酸339.0份、间苯二甲酸186.6份、己二酸19.8g、1，4-萘二甲酸150.6份、新戊二醇583.6份、三羟甲基丙烷4份和丁基锡酸1.5份。

上述聚酯树脂通过以下方法制备：

步骤S100.将对苯二甲酸、1，4萘二甲酸、二元醇及三羟甲基丙烷在丁基锡酸的催化作用下进行酯化反应，反应温度为160～270℃，直至水的溜出量超过理论值的90％，酯化反应结束；

步骤S200.常压下，将间苯二甲酸、己二酸加入到步骤S100的反应产物中，控制温度大于230℃，反应至产物澄清透明；

步骤S300.将步骤S200的产物升温至240～250℃，在-50Pa～-300Pa的条件下反应至反应发生率大于99％，反应结束，得所述聚酯树脂。

上述制备的所述聚酯树脂的分子量为3291g/mol，官能度为2.1，酸值为33.0mgKOH/g。

取上述制备的聚酯树脂279份，以及交联剂21份，330R炭黑4.5份，硫酸钡150份，流平剂4.5份，安息香2份置于预混机中预混合；再用挤出机将经过预混合的原料熔融挤出，冷却压片，将片状物通过粉碎机粉碎并过机，得到粒径合适的粉末涂料。

将制备的粉末涂料通过静电喷涂到工件表面，加热固化，得到粉末涂料涂层。

将实施例1～5制备的工件置于烘箱中，300℃，烘烤60min后，分别测试其耐冲击性能、光泽度、光滑度和附着力，所得结果如下表所示。

从上表可知，实施例1～4所制备的粉末涂料在300℃下烘烤60min仍然具有良好的耐冲击性能、光泽度、光滑度和附着力，是很好的装饰材料。实施例5由于聚酯树脂中间苯二甲酸的含量较高，导致树脂是耐冲击性能降低；此外，其光泽度相对于实施例1～4来说较低是因为实施例5使用的是炭黑作为颜料，而其他实施例使用的是钛白粉为颜料；在耐冲击性能、光滑度、附着力上，实施例5所制备的粉末涂料仍具有很好的效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。