聚酯树脂与不饱和聚酯

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水性聚酯既可与水溶性氨基树脂配成水性烘漆应用，特别适合于卷 材用涂料和汽车中涂漆，能满足冲压成形和抗冲击性的要求。由于涂层 的硬度、丰满光亮度及耐沾污性好，也适于作轻工产品的装饰性面漆。 水性聚酯也可与水分散性多异氰酸酯配成双组分水性聚氨酯室温自干漆。 聚酯大分子链上含有许多酯基，较易皂化水解，所以水性聚酯的应 用受到了一定的限制；但现在市场上已有大量优秀单体，因此通过优化 配方设计，已能得到良好的耐水解性能。
第一节 聚酯
通常由多元醇、三元醇和二元酸等混合物通过缩聚，得到的低分子 量、无定形含有支链可交联的聚合物。经过配方调整可得到不同种类。 数均相对分子质量在一般在 。 102 ~ 104 饱和聚酯包括端羟基型和端羧基型两种，用于涂料的聚酯大部分为 前者。 （1）多元醇过量 羟基终止 端羟基聚酯。一般用氨 基树脂和多异氰酸酯进行交联。 如：与氨基树脂组合成烘漆，是热固型涂料的主要品种。与醇酸树脂相 比，具有更好的室外稳定性、保光性，较高的硬度、弹性与附着力，可 用于卷材涂料、汽车涂料和其他工业漆。 同多异氰酸酯组成室温固化双组分聚氨酯系统。 原料：若仍然用甘油、季戊四醇等为多元醇，苯酐为多元酸，则所得聚 酯的溶解性和混溶性差，且酯化程度低。 若以二元醇和二元酸为原料，虽然聚合度高，但所得溶液粘度太大，配 置涂料需要大量的溶剂，不利于环保。
端羟基聚酯。同多异氰
长链醇、酸给予树脂柔顺性和 在烃类溶剂中的溶解性
引入一定的羟基用以和交联剂 反应，并以羟基为终端基。
新戊二醇：
羟基过量20%
f平均=2×10/（5.5+5）=20/10.5
Pc=2/f=10.5/10=1.05 不会凝胶。
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多元醇可选用丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷（TMP）、三羟 甲基乙烷等，其中，TMP和三羟甲基乙烷都带三个伯羟基，其上的乙 基（或甲基）的空间位阻效应可屏蔽聚酯的酯基，提高耐水解性，同 时也常用来引入分支，同样道理，与其类似二官能度单体NPG也是合 成聚酯的常规单体； CHDM、TMPD 、BEPD、HPHP是新一代合成 聚酯用的多元醇，据报道具有很好的耐水解性、耐候性、硬而韧、抗 污、不黄变等特性，但价格较高。 一个聚酯树脂配方中，若要使聚酯性能优异，多种多元醇要配合 使用，以使其硬度、柔韧性、附着力、抗冲击性以及成本达到平衡。
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一些多元醇单体的结构式如下：
CH3 HOCH2 C CH3 CH2OH H5 C2
CH2OH
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C
CH2OH
HOCH2
CH2OH
CH2OH
NPG
TMP
CHDM
CH 3
HOCH2
C 2 H5 CH 2OH HOCH2
C
CH
CH2 OH
C 4H 9 MPD
CH3 CH3 CH3 O
BEPD
CH3
CH3
CH
CH
OH
C
CH2
OH
HO
CH2
C
CH3
C
O
CH2
C
CH3
CH2
OH
TMPD
HPHP
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（2）多元酸过量 羧基终止 端羧基聚酯。主要与环 氧化合物或环氧树脂配合，同交联得到粉末涂料或烘漆。原料： 二元醇 制备 过量二元酸 引入较多的羧基。 适量偏苯三酸酐（TMA）
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涂料用聚酯一般不单独成膜，主要用于配制聚酯-氨基烘漆、聚酯型 聚氨酯漆、聚酯型粉末涂料和不饱和聚酯漆，都属于中、高档涂料体系， 所得涂膜光泽高、丰满度好、耐候性强，而且也具有很好的附着力、硬 度、抗冲击性、保光性、保色性、高温抗黄变等优点。同时，由于聚酯 的合成单体多、选择余地大，大分子配方设计理论成熟，可以通过丙烯 酸树脂、环氧树脂、硅树脂及氟树脂进行改性，因此，聚酯树脂在涂料 行业的地位不断提高，产量越来越大，应用也日益拓展。 水性聚酯树脂的结构和溶剂型聚酯树脂的结构类似，除含有羟基， 还含有较多的羧基和（或）聚氧化乙烯嵌段等水性基团或链段。含羧基 聚酯的酸值一般在35-60mgKOH/g（树脂）之间，大分子链上的羧基经 挥发性胺中和后成盐，提供水溶性（或水分散性）。控制不同的酸值、 中和度可提供不同的水溶性，制成不同的分散体系，如水溶液型、胶体 型、乳液型等。
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2.抗氧剂 抗氧剂加于高分子材料中能有效地抑制或降低大分子的热氧化、光氧 化速度，显著地提高材料的耐热、耐光性能，延缓材料的降解等老化过程， 延长制品使用寿命。常用的抗氧剂按分子结构和作用机理主要有三类：受 阻酚类、亚磷酸酯类和复合类抗氧剂。 科学实验数据证明，在一定的添加量范围内抗氧剂的加入量与老化寿 命成正比，但这并不意味着加入量越多，抗氧化效果越好。通常情况下聚 烯烃中加入量以0.3%左右为宜，最多不超过0.6%，但是如果加入量低于 0.1%，抗氧化性能将急剧下降。在主抗氧剂JY-1010、JY-1076低添加量 时，应加入同等量或双份量的辅助抗氧剂，如亚磷酸酯或硫代酯类均可， 由于主辅抗氧剂协同作用，可显著提高制品的抗氧化寿命。 聚酯合成抗氧剂常用次磷酸、亚磷酸酯类或其和酚类组合的复合型抗氧剂 （如汽巴900），次磷酸应在聚合起始时室温加入并控制用量，其它类抗 氧剂可在高温聚合阶段加入，加入量在0.1％～0.4％之间。
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（1）多元醇过量 羟基终止 酸酯组成室温固化双组分聚氨酯系统。 原料： 所以，用长链二元醇如己二醇、新戊二醇 间苯二甲酸 部分长链二元酸：己二酸 少量三羟甲基丙烷 配方举例：
摩尔数 三羟甲基丙烷 新戊二醇 间苯二甲酸 己二酸 1.1 4.4 3.0 2.0 当量数 3.3 8.8 6.0 4.0
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其它相关助剂 聚酯合成用助剂主要包括催化剂和抗氧剂。 1.催化剂 催化剂最好符合以下要求：（1）呈中性，对设备不产生腐蚀；（2） 具有热稳定性及抗水解性；（3）反应后不需分离，不影响树脂性能； （4）效率高、用量少；（5）选择性好。目前，聚酯化反应的催化剂以 有机锡类化合物应用最广。一般添加量为总反应物料的0.05~0.25%（重 量），反应温度为220℃左右。最重要的品种有单丁基氧化锡，二丁基氧 化锡，二丁基氧化锡氯化物，二丁基二月桂酸锡，二丁基二乙酸锡，单 丁基三氯化锡等。 具体选择何种催化剂及其加入量应根据具体的聚合体系及其聚合工艺 条件通过实验进行确定。