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为层压应用设计的聚酯基二甲基丙烯酸酯制造技术

技术编号:1654771 阅读:150 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种由通过层压树脂组合物连接的第一强化纤维形成的层压材料层,所述层压树脂组合物包括用(烷基)丙烯酸酯基封端并用少于约35重量%的苯乙烯稀释至施用粘度的聚酯树脂的固化残留物。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及应用于浴盆、淋浴和海上应用的层压树脂,更具体地,本专利技术涉及用于低VOC(挥发性有机物含量)制品的低苯乙烯含量层压树脂。
技术介绍
稀释层压树脂如不饱和聚酯树脂以达到合适应用粘度(约250cps)所需苯乙烯的量是环境和安全的角度提出的。本领域典型的层压树脂需要约35-60%的苯乙烯。为了符合环境和安全要求而做的各种努力导致商业实施的高成本。由层压树脂制成的部件通常是指纤维强化复合材料部件。所述强化纤维包括玻璃、碳、聚合纤维、类纤维和其它材料。这种纤维强化部件可用各种材料通过多种方法制得。用于制备纤维强化复合材料的方法大体可分成两类闭模法和开模法。在闭模方法中,制成复合材料部件的树脂在固化前不曝露于周围环境中。普通的闭模方法包括片状模塑、整体模塑、结构反应注压模塑(SRIM)、树脂传递模塑(RTM)和各种真空辅助模塑过程。由于未固化树脂不曝露到环境中,因此闭模法的苯乙烯排放较少。开模法是第二类常用模制方法。常规的开模法包括喷涂、手工敷层、旋转模塑、绕丝等。开模法中层压材料的一侧曝露于环境中,因此层压树脂中苯乙烯会挥发出来。苯乙烯已被归类为有害空气污染物(HAP)。人们认为减少层压树脂中的苯乙烯含量能使得HAP的排放更低、环境更清洁。喷涂通常用于使用层压树脂和强化玻璃纤维制备部件。上述方法使用“切碎枪(chopper-gun)”。模子表面喷涂有层压树脂和切断的玻璃纤维组成的混合物。添加剂是在树脂使用前与树脂混合以促进硬化(即固化)。一旦模子表面覆盖有适量的玻璃纤维和树脂,就辊轧表面以帮助夹带的空气逸出。该步骤称为“辊平”。可选择性地,可使用织物玻璃纤维簇。之后将层压树脂施用到该簇并辊轧表面以移除夹带空气。用上述两种方法中的任何一种都能构造多层结构。所述层可以为相同材料也可以为不同材料。由于模子的表面不均匀,因此希望层压树脂能够填满所产生的空隙。树脂在足够长时间内不固化并保持流动性以容许放置与第一层接触的第二层也是很重要的。固化太快的树脂在制备过程中没有挠性。因而,要测定树脂呈流体的时间长度,该时间长度称为“胶凝时间”。层压树脂胶凝后不再是流体但也不硬。树脂胶凝后硬化(固化)。通常,部件足够硬,以致于能在凝胶的2-24小时内从模子里移出。通过将复合部件放置在如50-100℃的炉内保持例如1-3小时可缩短硬化时间。若所制备的是大型部件,使用炉子就不现实。
技术实现思路
由至少一层纤维强化层构成的复合部件,所述纤维强化层由强化纤维和层压树脂组合物结合之后使层压树脂组合物在室温或高温下硬化(即固化)制得。层压树脂组合物由已被烷基(甲基)丙烯酸酯基封端的多元醇组成,并用少于约35重量%的苯乙烯稀释。在层压树脂组合物中加入添加剂以调整存放寿命和胶凝时间。此外,还加入添加剂以硬化或固化树脂。在制备层压树脂时,烷基(甲基)丙烯酸酯可与环氧化合物反应以促使反应完成。具体实施例方式多羟基化合物材料基于具有聚酯或聚醚骨架的大分子。在聚酯多元醇中,二元酸与多元醇或二元醇缩合。所述二元酸可以是饱和的、芳族的或含有不饱和性的。基于烯化氧(如环氧乙烷)与双酚A的反应产物的多元醇也可以单独使用或与聚酯多元醇结合使用。之后用(甲基)丙烯酸酯将多羟基化合物封端。通常通过末端丙烯酸酯组分将上述丙烯酸酯化聚酯骨架与苯乙烯交联制得三维结构。例如参照Kirk-Othmer,Encyclopedia of ChemicalTechnology,3d Ed.,Vol.11,pp 129-138,John Wiley & Sons,New York,NY(1982)能进一步发现聚酯的信息,上述文献在此引入参考。除了(甲基)丙烯酸酯基,烷基为C1-C8的(烷基)丙烯酸酯基均可用作封端剂。与本领域技术术语一致,括弧中的基团是任选的。因而,“(烷基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯”。例如,在聚酯领域公知的二元酸的例子含有戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、四氢化邻苯二甲酸、苯二甲酸、间苯二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、马来酸(和富马酸)、相应的酸酐等以及它们的混合物。优选上述含有4-12个碳原子的二元酸。所述合适的二元醇包括实际已知的任何双官能二元醇,例如,烷撑二醇,通常为2-8个碳原子(包括环烷撑二醇)。所述二元醇的示例有乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-戊二醇、1,2-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-环己基二甲醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、2,2,4-三甲基戊二醇、2-甲基-1,3丙二醇、双酚A、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二聚环戊二烯甘醇、二溴戊二醇等以及它们的混合物。必要、想要或方便的时候可添加二甘醇、聚丙二醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、聚乙二醇等。一般地,酯化反应的温度保持在150-230℃的范围内,并且使用酯化催化剂。所述催化剂通常包括,例如,四氯化钛、乙酸锌、氧化锌、草酸亚锡、二丁基氧化锡等。反应混合物中也可以包括常规的颜色稳定剂如亚磷酸三月桂酯等。之后用甲基丙烯酸(或酸酐)将聚酯树脂封端。广义上说,可使用烷基丙烯酸,但为了便于体系浓缩除水,优选甲基丙烯酸。在常用的常规浓缩反应条件下,甲基丙烯酸过量一摩尔。关于浓缩反应的进一步的信息可从日本专利第JP 07007604和07103291号和日本专利申请第49040329和63210143号中获得。上述文献在此引入参考。转化率为80%左右时,可停止浓缩反应。因而,在反应混合物中加入环氧化物与未反应的甲基丙烯酸酯单体反应,以加速反应并使反应完成,同时也将额外的树脂固体加入到最终的层压组合物中。可以使用各种环氧树脂,如多羟基化合物的聚缩水甘油醚,例如,乙二醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,5-戊二醇、1,2,6-己三醇和2,2-双(4-羟基环己基)丙烷;脂族和芳族多元羧酸的聚缩水甘油醚,例如,草酸、琥珀酸、戊二酸、对苯二甲酸、2,6-萘二酸和二聚亚油酸;多酚的聚缩水甘油醚,例如,双酚A、双酚F、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烷和1,5-二羟基萘;具有丙烯酸酯或氨基甲酸酯基团的改性环氧树脂;缩水甘油胺环氧树脂和酚醛清漆树脂等以及它们的混合物。应该理解的是,尽管甲基丙烯酸酯化层压树脂可以单独用于制备强化纤维部分,它们也可以与其它层压树脂混合使用以改进性能和/或增强它们的固化。例如,可以与甲基丙烯酸酯化层压树脂混合使用的合适的树脂的例子含有不饱和聚酯树脂(含有用二聚环戊二烯DCPD制得的那些)、乙烯基聚酯树脂、丙烯基树脂、聚醚树脂、聚氨树脂、聚酰氨树脂、醇酸树脂等以及它们的混合物。实际上通常在甲基丙烯酸酯化聚酯材料中掺入添加剂。因此,掺入合适的固化剂、加速剂等。在常规方式中如果需要、想要或方便也可使用颜料、隔离剂、可塑剂、低收缩性添加剂、表面增强剂等。层压树脂组合物的施用最通常是用喷雾施用技术。因而,甲基丙烯酸酯化聚酯的粘度必须合适。然而辊涂施用需要不同的施用粘度。广义地说,施用粘度应该小于1000cps,通常小于500cps,对于甲基丙烯酸酯化聚酯的喷涂施用则小于250cps。尽管甲基丙本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:丹尼尔·J·赖利罗曼·洛萨
申请(专利权)人:阿什兰公司
类型:发明
国别省市:

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