一种金属卷材用树脂及其制备方法与流程

1.本发明涉及树脂制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种金属卷材用树脂及其制备方法。


背景技术：

2.金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料，一般分为黑色金属和有色金属两种，黑色金属包括铁、铬、锰等，其中钢铁是基本的结构材料，称为“工业的骨骼”，而金属卷材就是呈卷状的金属材料，金属卷材在生产加工过程中需要对金属卷材表面涂布树脂涂料，以提高金属卷材的综合性能并对金属卷材起到一定保护作用，使金属卷材在后续的使用中更为实用；
3.现有的金属卷材用树脂涂料大都成分单一，制备出的树脂综合性能不佳，抗折弯强度低及硬度不够，在受到冲击时，涂层容易产生裂纹，影响对基材的保护性能。


技术实现要素：

4.本发明提供的一种金属卷材用树脂及其制备方法，所要解决的问题是：现有的金属卷材用树脂涂料抗折弯强度和硬度低。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属卷材用树脂的制备方法，包括以下步骤：
6.s1、将聚酯树脂、热稳定剂和丙烯酸按照摩尔比11:1：17-12:1：16.5加入到反应器中，再将带水剂、阻聚剂和催化剂加入到反应器中，加热混合搅拌，当反应器体系内的酸值基本不降、无水馏出时，停止反应；
7.s2、待反应器体系内温度下降到60℃以下时，向反应器内添加酸碱度调节剂中和，分掉中和液；
8.s3、用去离子水洗反应器内的混合溶液，分掉水液后经无水氯化钙干燥，二次加热反应器，经减压蒸馏、过滤、出料，获得微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物。
9.在一个优选的实施方式中，步骤s1中，加热混合搅拌的温度为98-137℃，加热时间3-6h。
10.在一个优选的实施方式中，步骤s1中，聚酯树脂为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇中的一种或多种，加入聚酯树脂的质量分数为20-30wt％；热稳定剂为三羟甲基丙烷，加入热稳定剂的质量分数为0.5-1.8wt％；加入丙烯酸的质量分数为18-26wt％；带水剂为甲苯、二甲苯和环己烷中的其中一种，加入带水剂的质量分数为40-50wt％；阻聚剂为对甲氧基苯酚、二丁基羟基甲苯和对苯二酚中的一种或多种，加入阻聚剂的质量分数为0.2-0.5wt％；催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、对甲苯磺酸、杂多酸、超强固体酸中的其中一种，加入催化剂的质量分数为2-3wt％。
11.在一个优选的实施方式中，步骤s2中，酸碱度调节剂为10％碳酸钠或5％氢氧化钠。
12.在一个优选的实施方式中，步骤s3中，二次加热反应器的温度为98-137℃，加热时间30-45min。
13.根据上述制备方法制得的金属卷材用树脂，丙烯酸酯低聚物的分子式为[-ch2-ch-]n-coor。
[0014]
在一个优选的实施方式中，n的取值范围为11-18。
[0015]
本发明的技术效果和优点：
[0016]
1、本发明通过该合成聚酯丙烯酸酯对涂料进行改性，明显改善了涂层的抗折弯性能以及涂层的硬度，有效地降低了生产过程中的能源消耗，具有较高的经济效益。
附图说明
[0017]
图1为本发明制备方法一具体实施方式的方法流程示意图。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。
[0019]
参照说明书附图x，一种金属卷材用树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0020]
s1、将聚酯树脂、热稳定剂和丙烯酸按照摩尔比11:1：17-12:1：16.5加入到反应器中，优选为11:1：17，再将带水剂、阻聚剂和催化剂加入到反应器中，加热混合搅拌，当反应器体系内的酸值基本不降、无水馏出时，停止反应；
[0021]
s2、待反应器体系内温度下降到60℃以下时，向反应器内添加酸碱度调节剂中和，分掉中和液；
[0022]
s3、用去离子水洗反应器内的混合溶液，分掉水液后经无水氯化钙干燥，二次加热反应器，经减压蒸馏、过滤、出料，获得微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物。
[0023]
步骤s1中，加热混合搅拌的温度为98-137℃，优选为110℃，加热，加热时间3-6h，优选为4h。
[0024]
步骤s1中，聚酯树脂为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇中的一种或多种，加入聚酯树脂的质量分数为20-30wt％，优选为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇两种按1∶1复配使用，质量分数为27.5wt％；热稳定剂为三羟甲基丙烷，加入热稳定剂的质量分数为0.5-1.8wt％，优选为0.5wt％；加入丙烯酸的质量分数为18-26wt％，优选为24wt％；带水剂为甲苯、二甲苯和环己烷中的其中一种，加入带水剂的质量分数为40-50wt％，优选为甲苯，且质量分数为45wt％；阻聚剂为对甲氧基苯酚、二丁基羟基甲苯和对苯二酚中的一种或多种，加入阻聚剂的质量分数为0.2-0.5wt％，优选为二丁基羟基甲苯与对甲氧基苯酚按1∶1复配为阻聚剂，且质量分数为0.5wt％；催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、对甲苯磺酸、杂多酸、超强固体酸中的其中一种，加入催化剂的质量分数为2-3wt％，优选为对甲苯磺酸用量，且质量分数为2.5wt％。
[0025]
步骤s2中，酸碱度调节剂为10％碳酸钠或5％氢氧化钠。
[0026]
步骤s3中，二次加热反应器的温度为98-137℃，优选为110℃，加热时间30-45min，
优选为30min。
[0027]
根据上述制备方法制得的金属卷材用树脂，丙烯酸酯低聚物的分子式为[-ch2-ch-]n-coor。
[0028]
n的取值范围为11-18。
[0029]
下面结合具体的实施例对本发明的丙烯酸酯低聚物的制备方法进行详细说明。
[0030]
实施例1
[0031]
将质量分数为20wt％的聚己内酯二元醇两种按1∶1复配混合物，加入到反应器中，再将质量分数为0.5wt％的三羟甲基丙烷和质量分数为26wt％的丙烯酸加入到反应器中混合，接着质量分数为50wt％的甲苯、质量分数为0.5wt％的二丁基羟基甲苯与对甲氧基苯酚按1∶1复配成的阻聚剂以及质量分数为3wt％的对甲苯磺酸，加入到反应器中，通入微量压缩空气，升温至98℃回流酯化反应6h，检测反应器内酸值基本不降、无水馏出时为终点；
[0032]
待反应器体系内温度下降到60℃以下时，用10％碳酸钠或5％氢氧化钠中和，分掉中和液；
[0033]
用去离子水洗3～5次，分掉水液后经无水氯化钙干燥过夜，升温至98℃回流45min，抽真空用减压蒸馏方式把脱水剂甲苯蒸出，用400目滤布过滤后得到微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物产物a。
[0034]
实施例2
[0035]
将质量分数为30wt％的聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇两种按1∶1复配混合物，加入到反应器中，再将质量分数为1.8wt％的三羟甲基丙烷和质量分数为16wt％的丙烯酸加入到反应器中混合，接着质量分数为50wt％的甲苯、质量分数为0.2wt％的二丁基羟基甲苯与对甲氧基苯酚按1∶1复配成的阻聚剂以及质量分数为2wt％的对甲苯磺酸，加入到反应器中，通入微量压缩空气，升温至137℃回流酯化反应3h，检测反应器内酸值基本不降、无水馏出时为终点；
[0036]
待反应器体系内温度下降到60℃以下时，用10％碳酸钠或5％氢氧化钠中和，分掉中和液；
[0037]
用去离子水洗3～5次，分掉水液后经无水氯化钙干燥过夜，升温至137℃回流30min，抽真空用减压蒸馏方式把脱水剂甲苯蒸出，用400目滤布过滤后得到微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物产物b。
[0038]
实施例3
[0039]
将质量分数为27.5wt％的聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇两种按1∶1复配混合物，加入到反应器中，再将质量分数为0.5wt％的三羟甲基丙烷和质量分数为24wt％的丙烯酸加入到反应器中混合，接着质量分数为45wt％的甲苯、质量分数为0.5wt％的二丁基羟基甲苯与对甲氧基苯酚按1∶1复配成的阻聚剂以及质量分数为2.5wt％的对甲苯磺酸，加入到反应器中，通入微量压缩空气，升温至110℃回流酯化反应4h，检测反应器内酸值基本不降、无水馏出时为终点；
[0040]
待反应器体系内温度下降到60℃以下时，用10％碳酸钠或5％氢氧化钠中和，分掉中和液；
[0041]
用去离子水洗3～5次，分掉水液后经无水氯化钙干燥过夜，升温至110℃回流30min，抽真空用减压蒸馏方式把脱水剂甲苯蒸出，用400目滤布过滤后得到微黄透明黏稠
液丙烯酸酯低聚物产物c。
[0042]
实施例4
[0043]
在本实施例中，添加组分、比例以及实施步骤及条件均与实施例3相同；而与实施例3不同的是，在本实施例中添加的聚酯树脂为单种聚己内酯二元醇，制备得到微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物产物d。
[0044]
实施例5
[0045]
在本实施例中，添加组分、比例以及实施步骤及条件均与实施例3相同；而与实施例3不同的是，在本实施例中添加的聚酯树脂为单种聚碳酸酯二元醇，制备得到微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物产物e。
[0046]
实施例6
[0047]
在本实施例中，添加组分、比例以及实施步骤及条件均与实施例3相同；而与实施例3不同的是，在本实施例中添加的聚酯树脂为单种聚醚二元醇中，制备得到微黄透明黏稠液丙烯酸酯低聚物产物f。
[0048]
对比例
[0049]
在本实施例中，添加组分、比例以及实施步骤及条件均与实施例3相同；而与实施例3不同的是，在本实施例中添加的聚酯树脂为普通聚酯丙烯酸酯。
[0050]
下面针对上述各实施例中获得的丙烯酸酯低聚物涂布在金属卷材表面进行测试实验，测试卷材表面涂层的方法：
[0051]
将上述实施例制备的质量分数为85.5wt％的丙烯酸酯预聚物a、b、c、d、e、f分别和质量分数为10wt％的1,6-己二醇二丙烯酸酯、质量分数2wt％的光引发剂tpo、质量分数2wt％的光引发剂819以及质量分数0.5wt％的流平剂358混合均匀，制成涂料，然后用刮棒均匀地将涂料刮涂于试验基材上，选用金属铝卷材板为试验基材；
[0052]
涂层膜厚约为10μm，经过uv固化，使之固化成膜，对固化膜进行性能测试。
[0053]
对各实施例中获得的丙烯酸酯低聚物的性能测试实验结果如下表1所示：
[0054]
[0055][0056]
观察上述测试实验结果，本发明通过改性丙烯酸酯的涂料在金属卷材方面应用进行对比可以看出，本发明制备的丙烯酸酯低聚物涂料虽然牺牲了一定程度上用于涂层涂料的流平性，但制备得到的涂料涂布于金属卷材上形成的涂层具有一定的抗折弯性能，且其硬度与常规的聚酯丙烯酸酯相比，具有较大的提高。
[0057]
综上所述，本发明通过该合成聚酯丙烯酸酯对涂料进行改性，结果表明该涂料初步满足金属卷材的标准，特别是明显改善了涂层的抗折弯性能以及涂层的硬度，有效地降低了生产过程中的能源消耗，具有较高的经济效益，另外本发明的制备方法流程简单，对制备工人要求不高，便于操作。
[0058]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。