隨著建筑和家電行業(yè)的快速發(fā)展，卷鋼面漆用飽和聚酯樹脂的需求不斷增加。卷鋼在室外場合的應(yīng)用對涂料的耐候性提出了較高要求，而飽和聚酯樹脂作為卷鋼面漆的主要基體樹脂，其耐候性研究具有重要意義。本文通過合成一系列飽和聚酯樹脂并檢測其耐候性，分析了不同原料對樹脂耐候性的影響，旨在為卷鋼面漆用飽和聚酯樹脂的配方設(shè)計提供指導。
《2025-2030年全球及中國聚酯樹脂行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報告》卷鋼面漆在建筑和家電行業(yè)中廣泛應(yīng)用，尤其是在室外場合，如工業(yè)廠房、公共設(shè)施和住宅的屋面等。這些場合對卷鋼涂料的耐候性提出了較高要求。目前，國內(nèi)卷鋼面漆涂料的基體樹脂主要是飽和聚酯樹脂，因此研究其耐候性具有重要的實際意義。通過優(yōu)化原料選擇和調(diào)整合成工藝，可以有效提高卷鋼面漆用飽和聚酯樹脂的耐候性，同時兼顧成本效益。
(一)主要原料
聚酯樹脂行業(yè)現(xiàn)狀分析實驗中使用的主要原料包括新戊二醇(NPG)、甲基丙二醇(MPO)、間苯二甲酸(IPA)、對苯二甲酸(PTA)、苯酐(PA)、己二酸(AA)、偏苯三酸酐(TMA)和三羥甲基丙烷(TMP)等。這些原料均為工業(yè)級，分別來自不同的化工企業(yè)。
(二)儀器與設(shè)備
實驗中使用的儀器包括氣泡黏度計、光澤儀、籃式砂磨機和紫外線老化試驗箱等。這些設(shè)備用于合成飽和聚酯樹脂、制備涂料以及測試涂膜的耐候性。
(三)聚酯樹脂的合成工藝
飽和聚酯樹脂的合成是通過多元醇與多元酸在催化劑作用下進行酯化反應(yīng)完成的。合成過程中，將多元醇、多元酸和酯化催化劑按配方量加入四口燒瓶中，緩慢加熱至物料融化，控制餾頭溫度不超過102°C，繼續(xù)升溫至220~230°C，保溫至酸值在15~20mg KOH/g。加入適量的回流溶劑，控制溫度210~225°C回流酯化，直至樹脂酸值在5~8mg KOH/g，黏度在20~30s(25°C)格氏管(60%)。停止加熱并降溫，加入溶劑兌稀物料。
(一)二元醇對聚酯樹脂耐候性的影響
實驗比較了甲基丙二醇和新戊二醇對聚酯樹脂耐候性的影響。結(jié)果表明，隨著甲基丙二醇逐漸被新戊二醇替代，合成的樹脂保光率呈明顯增大趨勢。這主要是因為新戊二醇沒有易發(fā)生熱反應(yīng)的β氫，而甲基丙二醇有1個β氫，導致新戊二醇的耐候性優(yōu)于甲基丙二醇。
(二)二元酸對聚酯樹脂耐候性的影響
實驗比較了對苯二甲酸、間苯二甲酸和苯酐對聚酯樹脂耐候性的影響。結(jié)果表明，間苯二甲酸賦予樹脂最好的耐候性，其次是苯酐，而對苯二甲酸合成的聚酯樹脂耐候性最差。這主要是因為對苯二甲酸比間苯二甲酸難發(fā)生酯化反應(yīng)，生成的聚酯樹脂分子量分布較廣，導致耐候性變差。
(三)支化原料的選擇
實驗比較了三羥甲基丙烷和偏苯三酸酐作為支化劑對聚酯樹脂耐候性的影響。結(jié)果表明，三羥甲基丙烷作為增加樹脂支化度的多官能單體，合成的樹脂分子量分布更均勻，因而耐候性更好。
(四)聚酯樹脂配方設(shè)計中的其他因素
實驗結(jié)果表明，新戊二醇和間苯二甲酸的總質(zhì)量分數(shù)超過71%時，樹脂容易結(jié)晶分層，外觀呈混濁狀態(tài)。因此，在配方設(shè)計中，需要控制新戊二醇和間苯二甲酸的總含量，以確保樹脂的貯存穩(wěn)定性。
新戊二醇作為二元醇合成的聚酯樹脂耐候性優(yōu)于甲基丙二醇。
間苯二甲酸作為二元酸合成的聚酯樹脂耐候性優(yōu)于對苯二甲酸和苯酐。
三羥甲基丙烷作為支化劑合成的聚酯樹脂耐候性優(yōu)于偏苯三酸酐。
為確保樹脂的貯存穩(wěn)定性，新戊二醇和間苯二甲酸的總質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不超過71%。
在制備支化型卷鋼面漆樹脂時，4號配方性價比高，可作為參考。
綜上所述，通過優(yōu)化原料選擇和合成工藝，可以顯著提高卷鋼面漆用飽和聚酯樹脂的耐候性。研究結(jié)果為卷鋼面漆的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要的理論依據(jù)和實踐指導。未來的研究可以進一步探索新的多元醇和多元酸組合，開發(fā)出性能更優(yōu)異的聚酯樹脂。
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