水性饱和聚酯树脂

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三.水性饱和聚酯合成工艺：
水性饱和聚酯的合成工艺与溶剂型聚酯基本 相同，区别在于水性饱和聚酯树脂常用氨中和 剂（如DMEA）中和水性饱和聚酯树脂上的羧基 成盐后亲水，为了使树脂具有良好的水溶性， 我们一般设计树脂酸值范围在40~60mg KOH/g， 这样可使水性饱和聚酯拥有足够的羧基被中和 成盐，并拥有良好的水溶性。而水溶性聚酯树 脂还可用另一种方式溶于水中：即用带有磺酸 盐的多元酸与多元醇反应，磺酸基团也是一种 亲水性很强的水性基，所以带有此基团的水性 饱和聚酯亦有很好的水溶性。
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性金属超支化聚酯漆性能测试表 表11
序号 1 2 3 4 5 6 7
测试依据 细度 GB/T 6753.1 附着力GB/T 9286 光泽(60°) GB/T 9754 硬度GB/T 6739 冲击GB/T 1732 耐强溶剂*1KG 耐水性GB/T 1733
测试结果 <20um 》1级 》90 》H 》50cm >100次 》7d
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水性饱和聚酯合成工艺：
水性饱和聚酯树脂合成工艺 图2： 水性饱和聚酯树脂合成工艺： 水性饱和聚酯树脂合成工艺 及原理与水性醇酸树脂基本 相同。只不过是由饱和的多 元酸和多元醇缩聚而成，因 主链不具有不饱和的双键， 故只能通过树脂里面的羟基 与酸酐（如偏苯三酸酐）反 应而导入羧基，再加入中和 剂进行中和盐反应而溶于水， 实际上就是无油水性醇酸树 脂。
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四.溶剂型聚酯与水性饱和聚酯的区别： 不同点：水性饱和聚酯树脂拥有较高的酸值（如40~60），水 性饱和聚酯树脂高酸值是为了让氨中和成盐后具有良好的水溶 性，而溶剂型聚酯更多是靠溶剂的强溶解作用均匀分散到体系 中。另外由于水性饱和聚酯树脂体系高酸值的影响，水性饱和 聚酯树脂可以在不加酸催化剂的情况下也拥有快速的反应速度， 而溶剂型聚酯树脂一般都需添加一定量的酸催化剂才能交联到 位，所以从反应速度角度来比较，水性饱和聚酯的反应速度比 溶剂型聚酯树脂还有快，而且在耐强溶剂等测试项目上，水性 饱和聚酯的耐擦拭次数还优于溶剂型聚酯。下面将水性饱和聚 酯树脂与溶剂型聚酯树脂详细参数对比归纳，详见表3：
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聚酯合成工艺：
聚酯树脂合成工艺：溶剂共沸法、本体熔融法、 先熔融后共沸法。 合成方法的选择：合成线性结构的低分子量聚酯 树脂多采用溶剂共沸法与先熔融后共沸法，合成 高分子量的聚酯多采用本体熔融法。 溶剂共沸法：常用二甲苯与聚酯化反应生成的水 发生共沸从而将水带出，另外还可加入一些脱水 剂配合油水分离装置将水分离开，而二甲苯可回 流到反应釜内循环使用。此反应可在温度 （150~220℃）较低条件下进行，最后保温反应 至酸值到达指定值时，需抽真空并回收二甲苯， 冷却，溶剂稀释，过滤即可得成品。
52.6(199.7)
合成聚酯主要原料：
多元醇：乙二醇、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、 己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三 醇等。
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合成聚酯主要原料：
表1 常见多元醇的物化特性
单体名称 乙二醇 二乙二醇 1.2-丙二本醇 状态 液体 液体 液体 分子量 62.07 106.12 76.09 160.3 90 90.1 104.15 118 134.12 熔点（沸点） /℃ -13.3(197.2) -8.3(244.5) （188.2） 43 20 -77(207.5) 124～130（210） 40 57～59 特性 普适，柔韧性 亲水，柔韧性 普适 耐候性，耐水解 普通 溶解性 普适性，耐化学品 耐候性，耐水解 柔韧 耐热，耐水解 硬耐韧，耐候性，耐 水解 活性高，抗变黄 低黏度，耐候，抗污， 不韧性
作业条件：140℃*20~30min，干膜厚度：约 20um，材质：马口铁
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性金属聚酯烤漆性能测试表 表5
序号
1 2 3 4 5 6 7
测试依据
细度 GB/T 6753.1 附着力GB/T 9286 光泽(60°) GB/T 9754 硬度GB/T 6739 冲击GB/T 1732 耐强溶剂*1KG 耐水性GB/T 1733
水性饱和聚酯漆多道重涂图 图3
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测试结果
<20um 》0 级 》90 》H 》50cm >100次 》7d
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性玻璃聚酯烤漆：
水性玻璃聚酯烤漆参考配方 表6 序号 1 2 3 4 5 6 7 涂料成分 水性饱和聚酯树脂50% 40 氨基树脂303 消泡剂 润湿剂 流平剂 抑泡剂 白色浆（70%） 5 0.2 0.3 0.5 0.1 40 用量/%
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性塑胶聚酯漆：
水性塑胶聚酯漆参考配方 表8
涂料成分 用量/% 1 水性饱和聚酯树脂37% 60 2 DMEA 0.1~0.2 3 消泡剂 0.2 4 润湿剂 0.3 5 流平剂 0.5 6 抑泡剂 0.1 7 水性色浆 30 8 哑粉 2 9 水 适量 10 Total 100 作业条件： 60~80℃*20~30min，干膜厚度：约 15um，材质：ABS+PC
单体名称 己二酸 状态 固体 分子量 146.14 熔点/℃ 151.5 特性 普适性，柔韧性
癸二酸
苯酐 间苯二甲酸 对苯二甲酸 六氢苯酐
固体
固体 固体 固体 固体
202.25
148.12 166.13 166.13 154.15
131.0～34.5
130.5 345～348 ＞300,升华 35～36
8
9 10 11
水
玻璃密着剂 DMEA Total
8~11
1~3 适量 100
14
作业条件：140~160℃*20~30min，干膜厚度：约 20um，材质：玻璃片
二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性玻璃聚酯烤漆性能测试表 表7
序号 1 2 3 4 5 6 7 测试依据 细度 GB/T 6753.1 附着力GB/T 9286 光泽(60°) GB/T 9754 硬度GB/T 6739 耐水性GB/T 1733 耐强溶剂*1KG 耐无水乙醇（95%）浸泡 测试结果 <20um 》1 级 》90 》H 》7d >100次 》2d
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聚酯合成工艺：
醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。 脂肪酸法：把反应原材料，如多元酸（酐）、多 元醇和脂肪酸全部加到反应釜里，在搅拌条件下 加温到220~250℃进行酯化反应，达到反应终点 后，把反应物用溶剂溶解过滤后即可完成。 脂肪酸法特点：配方调整灵活度高及反应速度快， 可以通过调整原料的种类及配比生产出不同性能 要求的树脂。但不同反应单体之间的反应活性不 同；酯键之间的酯交换过程很慢；反应过程酸性 过强，对设备耐酸要求高，否则容易腐蚀设备， 并且工艺相对复杂，生产成本较高等。
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水性饱和聚酯合成工艺：
水性饱和聚酯合成常用原材料： 水性饱和聚酯树脂合成使用的多元酸与多元醇 基本与溶剂型体系一致。 水性单体：二羟甲基丁酸、聚乙二醇、偏苯三 酸酐、二羟甲基丙酸。 助溶剂：乙二醇丁醚、丙二醇单丁醚等。 胺中和剂：DMEA等。
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水性饱和聚酯合成工艺：
水性醇酸树脂合成工艺 图1： 水性醇酸合成工艺：水性醇 酸树脂一般采用脂肪酸法合 成，先将多元酸、多元醇及 脂肪酸缩聚成为醇酸树脂， 然后再引入一定量的亲水性 单体，反应到指定酸值后， 可用氨中和剂中和亲水单体 上的羧基成盐，让树脂具有 水溶性，最后用亲水性助溶 剂（如防白水等）及去离子 水将树脂稀释到规定固含， 即为成品。
序号 A组分 1 2 3 4 5 6 7 8 9
涂料成分 水性超支化聚酯树脂50% DMEA 消泡剂 润湿剂 流平剂 抑泡剂 白色浆（70%） 水 Total
用量/% 50 0.1~0.2 0.3 0.3 0.5 0.1 42 6.8 100
涂料成分 B组分
水性HDI固化剂
作业条件： 50~80℃*20~30min，干膜厚度：约20um，材质：马口铁， A组分:B组分=6/1
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性工业涂料分类图：
水性工业涂料分类图 图9
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性金属聚酯烤漆：
水性金属聚酯烤漆参考配方 表4 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 涂料成分 水性饱和聚酯树脂50% 氨基树脂303 消泡剂 润湿剂 流平剂 抑泡剂 白色浆（70%） 水 DMEA Total 用量/% 40 3.5 0.2 0.3 0.5 0.1 40.2 15.2 适量 100
水性饱和聚酯树脂继承了溶剂聚酯的优点， 在工业涂料诸多领域如汽车、卷材、印铁、 五金烤漆等发挥了重要的作用。这都是由于 聚酯树脂拥有极其优异的韧性及高光泽等特 性造就的： （一）附着力： 水性饱和聚酯相对于水性丙烯酸树脂拥有更 好的附着力，这一特点在要求多涂层领域特别 重要。见图3：
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五.水性饱和聚酯树脂的特点：
2-丁2-乙基固体 1.3-丙二醇（BEFD） 1.4-丁二醇 1.3-丁二醇 新戊二醇 己二醇 三羟甲基丙烷 液体 液体 固体 固体 固体
1.4-环己烷二 液体 甲醇 2,2,4-三甲基- 固体 1 3-戊二醇 （TMPD）
144.21 146.22
43（245） 46～55（215～ 235）
6
低极性，柔韧性
价格低 硬度，耐候性，耐化 学性 硬度，耐候性，耐化 学性 硬度，耐候性，耐水 解 引入分支和多余基
偏苯三酸酐
固体
192.13
164～167（沸 点：240～245）
164～167
1.4环已烷二 甲酸 顺酐
固体
172.2
硬而韧，耐候性，耐 水解，活性高，抗变黄 通用性能 4
固体
98.6 含量95%～98%
2
合成聚酯主要原料：
多元酸：间苯二甲酸(IPA)、邻苯二甲酸酐 （PA）、对苯二甲酸（TPA）、己二酸（AA）、 四氢苯酐（THPA）、葵二酸（SE）、偏苯三酸 酐（TMA）、壬二酸（AZA）等。 一元酸：桐油酸、亚麻油酸、豆油酸、脱水蓖 麻油酸、菜籽油酸等。
3
合成聚酯主要原料：
表1 常见多元酸的物化特性
合成聚酯主要原料：
催化剂：二丁基氧化锡、单丁基氧化锡、 二丁基二月桂酸锡等。 抗氧化剂：二叔丁基酚、三壬苯基亚磷 酸酯等。
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聚酯合成工艺：
醇酸树脂合成工艺：醇解法与脂肪酸法。 醇解法：通N2将反应釜内的空气排出，油脂与甘 油在催化剂作用下醇解成不完全的脂肪酸甘油酯， 醇解完成后，就进行聚酯化反应。先降温到 180℃，加入苯酐及二甲苯，在200℃左右进行缩 聚合反应，反应完成后用溶剂兑稀，过滤即为成 品。 醇解法特点：对设备耐腐蚀性要求低，工艺简单， 生产成本低。但酸价不易下降及涂膜硬度差。
水性饱和聚酯树脂
施宁
1
一.溶剂型聚酯合成
多元醇与多元酸进行缩聚反应，所生成的聚合 物大分子主链上含有许多酯基，这种聚合物我 们称之为聚酯。我们常将脂肪酸或油脂改性的 聚酯树脂称之为醇酸树脂，而将大分子主链上 含有不饱和双键的聚酯称之为不饱和聚酯，其 它不含不饱和双键的聚酯称之为饱和聚酯。这 三类聚酯型树脂在工业涂料领域发挥了举足轻 重的作用。
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四.溶剂型聚酯与水性饱和聚酯的区别：
相同点：两者均拥有很好的附着力、韧性、 高丰满度及高光泽等诸多物化特点。可以 说水性饱和聚酯基本保留了溶剂型聚酯的 优点，甚至在某些方面比溶剂型聚酯更为 突出。特别在烤漆领域，两者还可以使用 同样的氨基固化剂如325、303等进行交联 反应等，这样给客户提供了很好的选材便 利性，减少库存。
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四.溶剂型聚酯与水性饱和聚酯的区别：
水性饱和聚酯树脂与溶剂型聚酯树脂参数详细对比表 表3
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
项目
附着力 光泽 韧性 丰满度 酸值 交联速度 交联密度 耐强溶剂
水性饱和聚酯树脂
好 高 好 好 高wk.baidu.com快 高 好
溶剂聚酯树脂
好 高 好 好 低 一般 一般 一般
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五.水性饱和聚酯树脂的特点：
序号
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性塑胶聚酯漆性能测试表 表9
序号 1 2 3 4
测试依据 附着力GB/T 9286 硬度GB/T 6739 耐无水乙醇*500G 耐水性GB/T 1733
测试结果 》0 级 》F >50次 》7d
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二.水性饱和聚酯树脂配方示例：
水性金属超支化聚酯漆：
水性金属超支化聚酯漆参考配方 表10