一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法。包括以下步骤：将生物基二元醇、季戊四醇、生物基不饱和二元酸或酸酐、生物基饱和二元酸或酸酐、氨基酸阻燃剂、催化剂、三分之一的阻聚剂置于反应釜中，氮气氛围下，设置搅拌速度为70～90rmp，设置温度为100～110℃，搅拌45～60分钟；在一定升温速率下，升温至170～190℃，反应3.5～4小时；继续升温至220～230℃反应2～3小时，以酸值为28～32mgKOH/g为反应终点；降温至140～150℃加入三分之一阻聚剂；再降温至80～100℃加入三分之一阻聚剂和苯乙烯和缩水甘油基POSS，混合均匀，得到阻燃不饱和聚酯树脂。通过制备氨基酸阻燃剂作为聚酯树脂制备的原料之一，将阻燃分子嵌入在聚酯主链中，显著增加阻燃性；同时协同季戊四醇增强生物基聚酯树脂的力学性能。物基聚酯树脂的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酯树脂
，具体为一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]不饱和聚酯树脂是一种由不饱和二元酸或饱和二元酸和不饱和二元醇或饱和二元醇锁具而成的线型高分子化合物，后与一定量乙烯基单体混合形成的聚合物溶液。其具由绿色环保的优势，随着国家对绿色发展的大力提倡；被广范用于建筑、装潢等工业领域。其同样由于是高聚物，对热量敏感，遇到火源容易燃烧，带来了隐患。因此，需要制备具；有阻燃性的不饱和聚酯树脂。
[0003]目前，在不饱和聚酯树脂的引入一般是混合型和反应型；由于混合型中阻燃剂要么是无机材料，要么是小分子聚合物，其存在相容性，表面迁移析出问题；会影响固化后的力学性能和长期的阻燃性能。而反应型阻燃剂由于直接反应接枝在聚酯链上，有效解决的迁移和相容问题；但是，现有技术中，反应型阻燃酯树脂固化后机械性能降低，影响实际应用。另一方面，石油资源的短缺，使得生物基聚酯树脂的发展，但是由于生物基不饱和聚酯树脂熔点低、柔性大，刚性低，反应性阻燃剂会随着温度升高而逸散，影响阻燃效果。而一般改性力学性能的方法是加入无机纳米颗粒，但是其同样存在相容性和聚集的问题。
[0004]综上，解决上述问题，制备一种阻燃不饱和聚酯树脂具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：/>[0007]一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将生物基二元醇、季戊四醇、生物基不饱和二元酸或酸酐、生物基饱和二元酸或酸酐、氨基酸阻燃剂、催化剂、三分之一的阻聚剂置于反应釜中，氮气氛围下，设置搅拌速度为70～90rmp，设置温度为100～110℃，搅拌45～60分钟；在一定升温速率下，升温至170～190℃，反应3.5～4小时；继续升温至220～230℃反应2～3小时，以酸值为28～32mgKOH/g为反应终点；降温至140～150℃加入三分之一阻聚剂；再降温至80～100℃加入三分之一阻聚剂和苯乙烯和缩水甘油基POSS，混合均匀，得到阻燃不饱和聚酯树脂。
[0009]较为优化地，所述升温速率为1～1.5℃/分钟的升温速率。
[0010]较为优化地，所述不饱和聚酯树脂的原料包括以下组分：按质量分数剂，18～20份生物基二元醇、5～8份季戊四醇、16～24份生物基不饱和二元酸或酸酐、14～18份生物基饱和二元酸或酸酐、10～14份氨基酸阻燃剂、2～3份缩水甘油基POSS、35～38份苯乙烯、0.021～0.048份阻聚剂、0.02～0.05份催化剂。
[0011]较为优化地，所述生物基二元醇包括1,4
‑
丁二醇、2,3
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丁二醇、1,3
‑
丙二醇中一种或多种；所述生物基不饱和二元酸或酸酐包括衣康酸、衣康酸酐、富马酸、富马酸酐中一种
或多种；所述生物基饱和二元酸或酸酐包括己二酸、己二酸酐、丁二酸、丁二酸酐中一种或多种。
[0012]较为优化地，所述阻聚剂为4
‑
甲氧基苯酚；所述催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯中一种。
[0013]较为优化地，所述氨基酸阻燃剂的制备方法为：氮气氛围下，将酪氨酸加入至0.02～0.03g/mL的氢氧化钠溶液中，设置温度为85～90℃搅拌分散；滴加5
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羟甲基糠醛溶液，反应2～3小时；降温至25～28℃，加入9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物溶液，反应8～10小时；浓缩加入稀盐酸调节pH＝2.5～3，洗涤过滤干燥，得到氨基酸阻燃剂。
[0014]较为优化地，氢氧化钠、酪氨酸、5
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羟甲基糠醛、9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
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磷杂菲
‑
10
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氧化物的质量比为1:(3.5～4):(2.2～2.5):(2.5～3)。
[0015]较为优化地，所述5
‑
羟甲基糠醛溶液是浓度为0.45～0.5g/mL的5
‑
羟甲基糠醛乙醇溶液。
[0016]较为优化地，所述9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物溶液为0.25～0.3g/mL的9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
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磷杂菲
‑
10
‑
氧化物乙醇溶液。
[0017]较为优化地，一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法制备得到的阻燃不饱和聚酯树脂。
[0018]本技术方案中，通过制备氨基酸阻燃剂作为聚酯树脂制备的原料之一，将阻燃分子嵌入在聚酯主链中，显著增加阻燃性；同时协同季戊四醇增强生物基聚酯树脂的力学性能。
[0019](1)方案中以具有柔性链段和刚性苯环的酪氨酸为基础，将其与5
‑
羟甲基糠醛混合，以氨基和醛基之间产生席夫碱反应制备得到糠醛的席夫碱衍生物；在利用产生的席夫碱衍生物和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物之间的加成反应，制备得到了氨基酸阻燃剂；由于酪氨酸一端含有羟基、一段还含有羧基，5
‑
羟甲基糠醛的一端也含有羟基，增加了反应相容性；使得氨基酸阻燃剂可以和生物基的醇、酸、酸酐原料之间脱水缩合嵌入在聚酯链段中；增强阻燃性；同时苯环的引入增加了玻璃转化温度，提高了聚酯固化后的力学性能。
[0020]方案中，为了促进反应接枝，5
‑
羟甲基糠醛的加入量是过量的，当然并不需要在后处理去除该物质，因为其与引入的季戊四醇之间可以反应增强聚酯树脂的力学性能
[0021](2)方案中，引入了季戊四醇，利用其作为部分聚酯链段的成核位点，利用其交叉链，增强聚酯树脂中链段的穿插；也就是充当交联剂的功能，由于穿插结构，部分限制了分子链的运动，形成了稳定的网络结构，因此其改善了生物基树脂的机械强度；另一方面，其与5
‑
羟甲基糠醛在催化下，缩醛化，形成了具有螺环结构的刚性二醇，提高了生物基树脂的玻璃转化温度，提高了耐热性和刚性。
[0022]由于5
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羟甲基糠醛与季戊四醇之间存在反应，如果将氨基酸阻燃剂作为扩链剂加入的化，会降低阻燃性和力学性能。而在反应中间加入，由于5
‑
羟甲基糠醛沸点低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将生物基二元醇、季戊四醇、生物基不饱和二元酸或酸酐、生物基饱和二元酸或酸酐、氨基酸阻燃剂、催化剂、三分之一的阻聚剂置于反应釜中，氮气氛围下，设置搅拌速度为70～90rmp，设置温度为100～110℃，搅拌45～60分钟；在一定升温速率下，升温至170～190℃，反应3.5～4小时；继续升温至220～230℃反应2～3小时，以酸值为28～32mgKOH/g为反应终点；降温至140～150℃加入三分之一阻聚剂；再降温至80～100℃加入三分之一阻聚剂和苯乙烯和缩水甘油基POSS，混合均匀，得到阻燃不饱和聚酯树脂。2.根据权利要求1所述的一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述升温速率为1～1.5℃/分钟的升温速率。3.根据权利要求1所述的一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂的原料包括以下组分：按质量分数剂，18～20份生物基二元醇、5～8份季戊四醇、16～24份生物基不饱和二元酸或酸酐、14～18份生物基饱和二元酸或酸酐、10～14份氨基酸阻燃剂、2～3份缩水甘油基POSS、35～38份苯乙烯、0.021～0.048份阻聚剂、0.02～0.05份催化剂。4.根据权利要求1所述的一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述生物基二元醇包括1,4
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丁二醇、2,3
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丁二醇、1,3
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丙二醇中一种或多种；所述生物基不饱和二元酸或酸酐包括衣康酸、衣康酸酐、富马酸、富马酸酐中一种或多种；所述生物基饱和二元酸或酸酐包括己二酸、己二酸酐、丁二酸、丁二酸酐中一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述阻聚剂为4
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甲氧基苯酚；所述催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯中一种。6.根据权利要求1所述的一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述氨基酸阻燃剂的制备方法为：氮气氛围下，将酪氨酸加入至0.02～...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建强，周平，
申请(专利权)人：泰州市天润合成化工有限公司，
类型：发明
国别省市：