一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料及其制备方法

本发明涉及一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料及其制备方法，其既具有环保性且提供彩涂板涂层较高的柔韧性。

背景技术：

1、环保型涂料包括高固体份及无溶剂涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料4大类型。水性聚酯涂料是一类具有代表性的水性涂料，广泛用于金属和木器表面的保护和装饰，具有光泽高、附着力强、丰满度高、机械性能优良等特点。而且水性涂料不需要特殊的施工设备，适用范围广，是发展的重中之重。

2、彩色涂层钢板简称彩涂板是一种有机涂层钢制材料，具有耐蚀性好、经济实用、色彩鲜艳、外观美丽、易于成型加工及具有钢板原有强度等优点，它给建筑业、造船业、车辆制造业、家电行业、电气行业等提供了一种新型原材料，起到了以钢代木、高效施工、节约能源、防止污染等良好效果。随着下游客户对彩涂板各方面性能要求的不断提高，具有节能性、环保性、高洁净性、高耐热性、高抗腐蚀性、抗静电性、高柔韧性等特殊性能的功能型彩涂板的需求量将会持续攀升。

3、彩涂板涂层的柔韧性取决于涂料中的树脂基体，聚酯树脂是涂料常用的基体树脂之一。目前已有不少专利报道超支化聚酯在涂料行业的应用。专利cn106188508b提供了一种超支化聚酯及其制备方法、改性超支化聚酯及其在涂料中的应用，属于涂料分散剂领域，能够显著提高涂覆效果的颜料分散剂。专利cn102911349b公开了一种己内酯改性超支化聚酯及其制备方法与应用，克服了常规超支化树脂粘度过大的缺点，经过聚氨酯固化剂交联后得到性能优异的涂膜，可制备高固体含量和无溶剂涂料。专利cn103965767a公开了一种改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，具有粘度低、柔韧性高、附着力强等特性。但是，这些超支化聚酯涂料均为溶剂型涂料，存在环保性较差，以及用于彩涂板涂层时柔韧性较差的特点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种既具有环保性且提供彩涂板涂层较高柔韧性的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料。

2、本发明的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料，其包含

3、(a)50-70％重量百分数的水，

4、(b)20-50％重量百分数的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯，

5、(c)5-30％重量百分数的氨基树脂325或氨基树脂303交联剂，

6、并且(a)-(c)的重量百分数总和为100％；

7、所述超支化聚酯是以柠檬酸或羟基柠檬酸为核，依次与环氧丙醇、芳香族酸酐和/或柠檬酸反应而制得，末端为多羧基结构，且所述超支化聚酯中芳香族酸酐含量为5-30mol％，端基的多羧基使其具有优良的水溶性，而分子链中脂肪族酸与脂肪族醇反应形成的软段可提供足够的韧性，而芳香族聚酯硬段则赋予水性聚酯一定的强度，使得超支化水性聚酯涂层达到强度与韧性的良好平衡。

8、本发明所述的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料，其特征在于超支化水性聚酯的合成包括以下步骤：

9、步骤一：末端-oh超支化聚酯的制备

10、在装有搅拌器、回流冷凝管、氮气保护的四颈烧瓶中加入一定量的柠檬酸、环氧丙醇，且柠檬酸与环氧丙醇的摩尔比为1:3，n，n-二甲基酰胺(dmf)，开动搅拌，升温至90℃，待反应物溶解后加入四乙基溴化铵(teab)，反应至酸值不变时停止。产物用热水洗涤、沉淀，真空干燥，得到末端为-oh的聚酯产物；

11、上述末端为-oh的聚酯产物的合成路线示意如下：

12、

13、步骤二：末端-cooh超支化聚酯的制备

14、在装有搅拌器、回流冷凝管、氮气保护的四颈烧瓶中加入一定量的末端-oh聚酯产物、邻苯二甲酸酐或均苯四甲酸二酐或柠檬酸或其混合物，且末端羟基超支化聚酯与邻苯二甲酸酐或均苯四甲酸二酐或柠檬酸或其混合物的摩尔比为1:6，溶于n，n-二甲基酰胺(dmf)中，开动搅拌，升温至100℃后，加入氯化亚锡，反应至酸值不变时停止。减压蒸馏除去残余反应物和溶剂，真空干燥，得到末端为多个-cooh的树枝状超支化水性聚酯；

15、以邻苯二甲酸酐为原料的超支化水性聚酯的合成路线示意如下：

16、

17、以均苯四甲酸二酐或柠檬酸或其混合物为原料的合成路线示意与以上合成路线示意类似，只需将邻苯二甲酸酐换成均苯四甲酸二酐或柠檬酸或其混合物。

18、本发明所述的一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料的制备方法，其特征在于，取一定量的末端-cooh超支化聚酯溶于一定量水中，搅拌下加入一定量的氨基树脂325或者氨基树脂303交联剂，混合均匀，得到超支化水性聚酯涂料。

19、本发明有益效果是提供的超支化聚酯具有良好的水溶性，且分子链中脂肪族聚酯软段可提供足够的韧性，而芳香族聚酯硬段则赋予水性聚酯一定的强度，使得超支化水性聚酯涂层达到强度与韧性的良好平衡，提供的超支化水性聚酯涂料用于彩涂板涂层具有优良的柔韧性。

技术特征：

1.一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料，其包含

2.根据权利要求1所述的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料，其特征在于超支化水性聚酯的合成包括以下步骤：

3.一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料的制备方法，其特征在于，取一定量的末端-cooh超支化聚酯溶于一定量水中，搅拌下加入一定量的氨基树脂325或者氨基树脂303交联剂，混合均匀，得到超支化水性聚酯涂料。

技术总结本发明涉及一种以柠檬酸为核的超支化水性聚酯涂料及其制备方法，其既具有环保性且提供彩涂板涂层较高的柔韧性，可满足彩涂板对水性聚酯涂料的要求。所述超支化水性聚酯涂料包含：(A)50‑70％重量百分数的水，(B)20‑50％重量百分数的以柠檬酸为核的超支化水性聚酯，(C)5‑30％重量百分数的氨基树脂325或氨基树脂303交联剂，并且(A)‑(C)的重量百分数总和为100％。所述端基多羧基使超支化聚酯具有优良的水溶性，而分子链中脂肪族聚酯软段可提供足够的韧性，而芳香族聚酯硬段则赋予水性聚酯一定的强度，使得超支化水性聚酯涂层达到强度与韧性的良好平衡，从而得到既具有环保性又满足彩涂板性能要求的水性涂料。技术研发人员：赵芸,胡封光,矫庆泽,焦晓光,许丹妮,冯彩虹受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14