一种多羟基聚合物附着力促进剂及其制备方法和应用

本发明属于粉末涂料，具体涉及一种多羟基聚合物附着力促进剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的优点。

2、目前，户外型粉末涂料主要以tgic体系产品为主，而由于制备的粉末涂料熔融粘度偏高，一般其固化温度在200℃及其以上，这样能够更好实现其熔融流动性，来增强熔化后的涂料在基材上的延展及增强与基材的结合力，过高的固化温度带来的问题是涂膜易黄变，且涂料成型的过程中盐雾较大，另外，国家也鼓励采用适当低温进行固化以节约能源，这些问题都促进了涂膜进一步采用更低的固化温度，如180℃或者170℃等，然而，熔融温度降低后，粉末涂料由于没有溶剂，其熔融粘度会变大，导致其与基材的延展性不足，也有部分研究采用加入硅烷偶联剂等小分子来增强其与基材的延展与附着力，但是这类小分子硅烷偶联剂无法参与树脂的固化，且易于在户外随雨水流失，难以用于户外耐候性体系中。

3、如何开发出适合用于户外tgic体系的高效附着力促进剂是行业内需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种多羟基聚合物附着力促进剂及其制备方法和应用，制备的多羟基聚合物自身熔融流动性较好，用于tgic粉末涂料中不仅可以降低涂料的高温熔融粘度及增强流动性，有利于渗透到涂料的底部，提高涂膜与基材的结合能力及润湿性能，从而实现提高涂膜附着力的效果。

2、本发明的目的之一在于提供一种多羟基聚合物附着力促进剂。

3、本发明的目的之二在于提供一种该多羟基聚合物附着力促进剂的制备方法。

4、本发明的目的之三在于提供一种该多羟基聚合物附着力促进剂在tgic粉末涂料中的应用。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、第一方面，本发明提供了一种多羟基聚合物附着力促进剂，所述多羟基聚合物附着力促进剂由包括如下摩尔份数的原料制备而成：

7、

8、所述多羟基聚合物附着力促进剂的制备原料还包括复合催化剂和载体填料；

9、所述复合催化剂的用量为1,1,1-三羟甲基丙烷质量的0.08-0.1％；所述载体填料用量为1,1,1-三羟甲基丙烷质量的0.5-0.55倍。

10、六亚甲基二异氰酸酯典型但非限制性的摩尔份数例如为10、11、12、13份；

11、二甲苯典型但非限制性的摩尔份数例如为40、42、44、45、46、48、50份；

12、1,1,1-三羟甲基丙烷典型但非限制性的摩尔份数例如为19、20、21、22、23、24、25、26份；

13、2-羟基丁二酸典型但非限制性的摩尔份数例如为13、14、15、16、17份；

14、乙二醇二缩水甘油醚典型但非限制性的摩尔份数例如为10、11、12、13、14、15份。

15、优选地，复合催化剂为单丁基氧化锡和三苯基膦的混合物，二者质量比为9：1-1.5；用量例如为1,1,1-三羟甲基丙烷质量的0.08％、0.09％、0.1％。

16、优选地，载体填料为气相二氧化硅，可购自湖北汇富纳米材料股份有限公司；用量例如为1,1,1-三羟甲基丙烷质量的0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55倍。

17、第二方面，本发明提供了一种上述多羟基聚合物附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

18、a、取三分之一配方量的二甲苯与六亚甲基二异氰酸酯进行室温溶解混合，制备成混合溶液，将其泵送至高位槽中备用；

19、b、将剩余配方量的二甲苯加入反应釜中，升温并保温，然后加入配方量的1,1,1-三羟甲基丙烷及催化剂，使其充分溶解，待溶解完全后，开始滴加a步骤中高位槽中的六亚甲基二异氰酸酯与二甲苯的混合溶液，滴加完毕后，继续保温反应；

20、c、取样进行异氰酸根(nco)含量的检测，待反应物的异氰酸根(nco)含量低于0.5％时，加入配方量的2-羟基丁二酸，并升温借助二甲苯回流进行分水酯化反应；

21、d、取样并将样品脱除二甲苯后检测反应物的酸值，待反应物的酸值达到78-90mgkoh/g时，加入配方量的乙二醇二缩水甘油醚，并保温进行环氧封端反应；

22、e、取样并将样品脱除二甲苯后检测反应物的酸值，待反应物的酸值达到1mgkoh/g以下时，逐渐升温进行二甲苯溶剂的脱除；

23、f、待无明显的二甲苯被蒸出后，此时启动真空系统，继续进行其它未反应物质的脱除；

24、g、待无明显物质被蒸出后，将高温物料降温，然后放入高速混合机中，混合机中事先加入配方量的载体填料，进行高速混合，然后降温出料，得到多羟基聚合物附着力促进剂。

25、在一些实施方式中，步骤b中，升温至85-90℃；滴加时间为1.5-2h。

26、在一些实施方式中，步骤c中，升温至138-140℃。

27、在一些实施方式中，步骤d中，反应温度为130-135℃。

28、在一些实施方式中，步骤e中，升温至160-165℃。

29、在一些实施方式中，步骤f中，真空度为10-15mmhg。

30、在一些实施方式中，步骤g中，降温至120-130℃。

31、在一些实施方式中，步骤g中，高速混合20-30min。

32、在一种具体的实施方式中，多羟基聚合物附着力促进剂的制备方法，包括以下步骤：

33、a、取三分之一配方量的二甲苯与六亚甲基二异氰酸酯进行室温溶解混合，制备成混合溶液，将其泵送至高位槽中备用；

34、b、将剩余配方量的二甲苯加入反应釜中，升温至85-90℃并保温，然后加入配方量的1,1,1-三羟甲基丙烷及催化剂，使其在85-90℃充分溶解，待溶解完全后，开始滴加a步骤中高位槽中的六亚甲基二异氰酸酯与二甲苯的混合溶液，滴加时间控制在1.5-2h，滴加完毕后，继续保温反应；

35、c、取样进行异氰酸根(nco)含量的检测，待反应物的异氰酸根(nco)含量低于0.5％时，说明异氰酸酯已经反应完成，此时加入配方量的2-羟基丁二酸，并升温至138-140℃借助二甲苯回流进行分水酯化反应；

36、d、取样并将样品脱除二甲苯后检测反应物的酸值，待反应物的酸值达到78-90mgkoh/g时，说明2-羟基丁二酸的接枝扩链反应已经完成，此时加入配方量的乙二醇二缩水甘油醚，并保温在130-135℃进行环氧封端反应；

37、e、取样并将样品脱除二甲苯后检测反应物的酸值，待反应物的酸值达到1mgkoh/g以下时，说明环氧对羧基的封端反应完成，此时逐渐升温至160-165℃进行二甲苯溶剂的脱除；

38、f、待无明显的二甲苯被蒸出后，此时启动真空系统，保持真空系统在10-15mmhg下，继续在160-165℃进行其它未反应物质如乙二醇二缩水甘油醚的脱除；

39、g、待无明显物质被蒸出后(30s内少于1滴)，说明反应已经完成，此时将高温物料降温至120-130℃，然后放入高速混合机中，混合机中事先加入配方量的载体填料，进行高速混合20-30min，然后降温出料，得到多羟基聚合物附着力促进剂。

40、本发明得到的多羟基聚合物附着力促进剂为白色粉末，羟基当量240-280g/mol，环氧当量905-950g/mol。

41、第三方面，本发明提供了一种上述多羟基聚合物附着力促进剂在tgic粉末涂料中的应用。

42、该产品可以用于tgic粉末涂料中用来提高涂膜的附着力，尤其是适合用于对高温黄变及沸水煮要求较高的领域使用。

43、有益效果：

44、本发明主要使用六亚甲基二异氰酸酯、二甲苯、三羟甲基丙烷、2-羟基丁二酸、乙二醇二缩水甘油醚等进行分步合成反应得到。得到的产品同时含有支化的活性羟基及端基的环氧基，且链段中含有异氰酸酯基团，其自身熔融流动性较好，在tgic粉末涂料中不仅可以降低涂料的高温熔融粘度及增强流动性，而且由于流动性更好会有利于渗透到涂料的底部，所带的活性羟基及端环氧基部分参与树脂的固化成膜，提高涂膜与基材的结合能力及润湿性能，从而实现更低温度实现充分固化(180℃/10min)，同时达到提高涂膜附着力的效果，而且由于其活性羟基及环氧基参与羧基聚酯的固化，还可以降低tgic固化剂的用量，达到降低固化剂成本且提升涂膜硬度的效果。

45、由于本发明产品不含胺类化合物及小分子硅烷偶联剂成分，而且产品的环氧基及羟基会参与树脂的固化反应，形成涂膜的一部分，在涂料成膜后不影响涂膜的耐高温黄变性能，且耐水煮性能出色，适合用于户外tgic粉末涂料中使用。

46、在上文中已经详细地描述了本发明，但是上述实施方式本质上仅是例示性，且并不欲限制本发明。此外，本文并不受前述现有技术或技术实现要素：或以下实施例中所描述的任何理论的限制。