本发明涉及饱和聚酯的制备,尤其是涉及一种氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法、及氨基甲酸酯饱和聚酯烤漆。
背景技术:
1、涂料中所用的聚酯树脂一般是低分子量的、无定形、含有支链、可以交联的聚合物,聚酯树脂一般是由多元醇和多元酸酯化而成,有纯线型和支化型两种结构,用纯线型结构的树脂制备的漆膜有较好的柔韧性和加工性能,用支化型结构树脂制备的漆膜的硬度和耐候性较突出。合成聚酯树脂时,若通过化学改性引入一些其它结构,可使聚酯树脂具有原本不具备的性能,达到改善和突出某种性能的目的,从而达到特殊的应用性能要求。
2、氨基甲酸酯是一种重要的聚合物材料,具有强度高、耐磨性好、耐化学性好、高弹性、耐候性等优良性质,因此获得广泛应用。传统制备氨基甲酸酯需要使用异氰酸酯,而且烤漆中为了改善性能,也常加入少量封闭型异氰酸酯,封闭型异氰酸酯的使用,一方面导致成本较高,另一方面异氰酸酯属于剧毒危化品,在生产、仓储及运输方面都会存在安全和环境风险,特别是在环保压力日趋增加的情况下,使用异氰酸酯原料时,会受到运输、仓储及环境批复的限制,因此,需要发明更加环保的制备方法来避免使用异氰酸酯。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的制备方法中因使用异氰酸酯而导致的成本高且存在环保问题的缺陷,本发明提供一种氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法,无需使用异氰酸酯,采用相对更加环保的原料合成氨基甲酸酯饱和聚酯,且成本也较低。
2、本发明的目的一是提供一种氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法,采用如下的技术方案:一种氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法,包括如下制备步骤:
3、s1.氨基甲酸酯多元醇的合成:将摩尔比为(1.0-1.05):1的环碳酸酯加入有机醇胺中,在氮气保护下自然反应获得氨基甲酸酯多元醇;所述有机醇胺为含有一个伯胺或仲胺的醇胺;
4、s2.氨基甲酸酯饱和聚酯的合成:将摩尔比为(1.0-1.05):1的氨基甲酸酯多元醇与二元酸或酸酐或二元酸酯在催化剂的条件下发生酯化反应得到氨基甲酸酯饱和聚酯。
5、优选的,所述环碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯中的一种或几种。
6、优选的,所述有机醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺中的一种或两种。
7、优选的,所述步骤s1中环碳酸酯与有机醇胺的反应温度为30-60℃。
8、优选的,所述步骤s2中二元酸或酸酐或二元酸酯为己二酸、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、醋酸酐、草酸二甲酯、丁二酸二甲酯、己二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种。
9、优选的,所述步骤s2中酯化反应的温度为80-120℃,反应时间为3-6h。
10、优选的,所述步骤s2中催化剂为硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、固体酸中的一种或多种。
11、本发明的目的二是提供一种上述所述的氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法获得的氨基甲酸酯饱和聚酯。
12、本发明的目的三是提供一种烤漆,按重量百分比包括助剂1-2%、溶剂10-20%、余量为权利要求8中的氨基甲酸酯饱和聚酯和氨基树脂,在120-150℃的条件下固化10-15min后得到烤漆,所述氨基甲酸酯饱和聚酯和氨基树脂的重量比为(2-3):1。
13、综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明提供的氨基甲酸酯饱和聚酯的制备方法中无需使用异氰酸酯,采用相对更加环保的原料和化学制备方法,通过环碳酸酯和有机醇胺反应制备氨基甲酸酯多元醇,然后通过催化酯化反应制备出氨基甲酸酯饱和聚酯,成本较低,且环碳酸酯和有机醇胺的开环反应条件温和,无任何废气和废液的产生,有利于工业化生产,所以更加环保。而且本申请中所用的环碳酸酯,如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯等属于绿色化学品,可通过环氧乙烷或环氧丙烷与二氧化碳反应制备得到,碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等相对异氰酸酯在环保方面也限制更少,不仅更为安全,而且由于反应原料采用二氧化碳,也是极为绿色的化学反应。
14、将本申请得到的氨基甲酸酯饱和聚酯作为烤漆的主体成分,然后配合氨基树脂,在120-150℃的条件下固化后,漆膜具有良好的附着力和优秀的内聚强度。
1.一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于,包括如下制备步骤:
2.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述环碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述有机醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述步骤s1中环碳酸酯与有机醇胺的反应温度为30-60℃。
5.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述步骤s2中二元酸或酸酐或二元酸酯为己二酸、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、醋酸酐、草酸二甲酯、丁二酸二甲酯、己二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述步骤s2中酯化反应的温度为80-120℃,反应时间为3-6h。
7.根据权利要求1所述的一种氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法,其特征在于:所述步骤s2中催化剂为硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、固体酸中的一种或多种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的氨基甲酸酯饱和聚酯的合成方法获得的氨基甲酸酯饱和聚酯。
9.一种烤漆,其特征在于,按重量百分比包括助剂1-2%、溶剂10-20%、余量为权利要求8中的氨基甲酸酯饱和聚酯和氨基树脂,在120-150℃的条件下固化10-15min后得到烤漆,所述氨基甲酸酯饱和聚酯和氨基树脂的重量比为(2-3):1。