一种高浸润性不饱和聚酯树脂及其制备方法技术

一种高浸润性不饱和聚酯树脂及其制备方法，属于不饱和聚酯技术领域。不饱和聚酯树脂快速固化成型后，玻璃纤维与树脂的界面结合并不是非常完全，复合材料内外部均出现发白、白丝或者白斑。本发明专利技术按重量份计，原料包括二元醇18~24份、PET 23~35份、二元有机酸组分16~24份、一元酸1~5份、甘油0.3~3份、催化剂0.007~0.025份和稀释剂20~40份；其中，所述的二元醇中按重量份包括乙二醇10~30份、1,2

【技术实现步骤摘要】
一种高浸润性不饱和聚酯树脂及其制备方法


[0001]一种高浸润性不饱和聚酯树脂及其制备方法，属于不饱和聚酯


技术介绍

[0002]不饱和聚酯树脂一般采用二元酸（酸酐）和二元醇通过缩聚反应后，生成不饱和聚酯长链，再加入苯乙烯稀释剂生成具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物，醇酸比一般为1.03~1.08。但该原理制得的不饱和聚酯树脂在浸润性方面的表现并不理想，其用于玻璃纤维与树脂的复合工艺，如：手糊、缠绕、拉挤，在快速固化成型后，玻璃纤维与树脂的界面结合并不是非常完全，即存在着浸透不良现象，这种现象的直观表现就是复合材料内外部均出现发白、白丝或者白斑。
[0003]在玻璃纤维产业高速发展的环境下，亟需一种对玻璃纤维高浸润性的不饱和聚酯树脂。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种对玻璃纤维浸润性能好的高浸润性不饱和聚酯树脂及其制备方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：按重量份计，原料包括二元醇18~24份、PET 23~35份、二元有机酸组分16~24份、一元酸1~5份、甘油0.3~3份、催化剂0.007~0.025份和稀释剂20~40份；其中，所述的二元醇中按重量份包括乙二醇10~30份、1,2
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丙二醇5~15份、甲基丙二醇1~10份和一缩二乙二醇60~85份；二元有机酸组分为二元酸和二元酸酐中的一种或两种的组合；原料中醇酸官能团的摩尔比为1.14~1.24。
[0006]所述的醇酸比为原料中总计醇官能团与酸官能团的摩尔比，其中，因PET长链在反应中被醇解为小分子，会以羟基与羧基的形式，重新嵌入到形成的不饱和聚酯长链中，因此计算过程也应计入醇官能团和酸官能团，即：按PET醇解后分子式为C
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H8O4计，分子量为192，每摩尔上述分子式提供两摩尔羟基与两摩尔羧基，计入醇酸比。
[0007]添加了三元醇的甘油，增加一个羟值，并且利用特定配方组成的二元醇，大幅提高了配方中的醇酸比，能够有效的提高合成树脂的羟值含量，从而提高不饱和聚酯树脂与玻纤、填料的浸润效果；提高醇酸比可能带来不饱和聚酯树脂力学性能的牺牲，而本专利技术利用特定的二元醇组成，能够在提高醇酸比的同时，避免力学性能的下降，获得较高的粘结性能和断裂延伸率；此外，二元醇中，除了一部分用于与酸反应生成酯，高比例的一缩二乙二醇配合其他二元醇能够更有利于对PET实现醇解，将PET酯长链打断为更均匀小分子，既有利于与二元有机酸组分发生缩聚反应，又能保证形成的不饱和聚酯分子结构更为均匀，而具有优良的物理性能与浸润能力，同时一缩二乙二醇的使用配合其他二元醇会提高树脂的柔性、降低结晶性；甲基丙二醇是一种含2个伯羟基、侧甲基的较高沸点的二元醇，使在此配方中制备的聚酯具有高强度、高硬度等优点，且与稀释剂的相容性好；1,2
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丙二醇分子结构具
有不对称性，含有一个不对称甲基基团，在此配方中可以得到非结晶的不饱和聚酯树脂，与稀释剂的相容性好。
[0008]PET进一步优选采用废的PET原料，没有味道、没有毒性，提供优异的耐候性、耐化学性能、电绝缘性，价格便宜。
[0009]优选的，所述的稀释剂为苯乙烯、α
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甲基苯乙烯、邻苯二甲酸二丙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种任意比例的混合物。
[0010]优选的，原料还包括石蜡0.01~0.05份。石蜡作为一种表面干燥剂，能够在低温下析出，在制品表面形成一层干燥膜，从而降低制品的表面黏性。
[0011]优选的，所述的二元醇按重量百分比包括乙二醇13.5%、1,2
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丙二醇11%、甲基丙二醇4%和一缩二乙二醇71.5%。
[0012]优选的二元醇比例下，使制得的不饱和聚酯树脂进一步提高浸润性的同时，提高力学性能、粘结能力和断裂延伸率等物理性能。
[0013]优选的，所述的二元有机酸组分按重量份包括邻苯二甲酸酐12~20份、间苯二甲酸10~20份、富马酸13~23份、顺丁烯二酸酐40~60份。
[0014]优选的，所述的二元有机酸组分按重量百分比包括邻苯二甲酸酐17.5%、间苯二甲酸12.5%、富马酸20%、顺丁烯二酸酐50%。
[0015]间苯二甲酸没有邻苯二甲酸酐容易酯化，但是制备的树脂性能好，强度、硬度、耐候性和耐水性较高，在上述优选的比例下，能够恰好保证酯化能力的情况下，保证制备的树脂性能好，强度、硬度、耐候性和耐水性较高。
[0016]优选的，所述的催化剂为乙酸锌和有机锡类催化剂按重量比例1：3的混合物。
[0017]采用乙酸锌和有机锡类催化剂复配，有机锡类催化剂的催化效果好，且不影响成品的颜色，乙酸锌催化剂成本低并且在有机锡类催化剂存在的条件下具有与有机锡类催化剂相类似的催化活性，选择合适的复配比例，降低生产成本的同时，维持好的醇解效果。
[0018]优选的，原料还包括亚磷酸三苯酯0.01~0.03份。为抗氧剂，用于减弱反应中和反应后的氧化作用。
[0019]优选的，原料还包括对苯二酚、甲基氢醌、2
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叔丁基对苯二酚和叔丁基对苯二酚中的一种或多种任意比例的混合物，用量为0.01~0.03份。为阻聚剂，能够减弱反应过程中的爆聚效应。
[0020]优选的，原料还包括环烷酸铜0.003~0.01份。为稳定剂，提高产品储存过程的稳定性。
[0021]一种上述高浸润性不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）精准称量原料中的各成分，将乙二醇、甲基丙二醇、一缩二乙二醇、部分二元有机酸组分、四分之一到二分之一的PET和催化剂混合升温至130~140℃开始搅拌，升温至180~190℃加入剩余PET，继续升温至210℃~220℃，反应至物料酸值小于或等于12 mgKOH/g；2）降温至100~120℃，加入剩余二元醇、剩余二元有机酸组分、甘油和一元酸，升温至200~210℃，反应至物料酸值50~55mgKOH/g对反应容器抽真空，至酸值14~20 mgKOH/g，惰性气体泄真空；3）降温至125℃以下加入稀释剂搅拌均匀，获得高浸润性不饱和聚酯。
[0022]丙二醇的沸点低，第一步反应釜温度较高，放在第一步会造成醇损失多，所以在满
足第一步要求的情况下会选择把丙二醇放在第二步；甘油是因为具有三个官能团，第一步反应釜温高，放在第一步很容易导致三个官能团都参与反应，导致合成的聚酯会出现非线性的情况，所以选择放在第二步。而二元有机酸组分则优选在第一步使用更易发生醇酸缩聚反应的组分，保证酯化反应优先。
[0023]PET分两次以上加入能够降低能耗，提高PET的醇解效率，确保在较低的反应釜温度条件下，充分醇解PET，形成均匀的小分子化合物。
[0024]以上所述的搅拌采用转速为180~220r/min，所述升温采用1~3℃/5min匀速升温。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：按重量份计，原料包括二元醇18~24份、PET 23~35份、二元有机酸组分16~24份、一元酸1~5份、甘油0.3~3份、催化剂0.007~0.025份和稀释剂20~40份；其中，所述的二元醇中按重量份包括乙二醇10~30份、1,2
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丙二醇5~15份、甲基丙二醇1~10份和一缩二乙二醇60~85份；二元有机酸组分为二元酸和二元酸酐中的一种或两种的组合；原料中醇酸官能团的摩尔比为1.14~1.24。2.根据权利要求1所述的高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述的二元醇按重量百分比包括乙二醇13.5%、1,2
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丙二醇11%、甲基丙二醇4%和一缩二乙二醇71.5%。3.根据权利要求1所述的高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述的二元有机酸组分按重量份包括邻苯二甲酸酐12~20份、间苯二甲酸10~20份、富马酸13~23份、顺丁烯二酸酐40~60份。4.根据权利要求1所述的高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述的二元有机酸组分按重量百分比包括邻苯二甲酸酐17.5%、间苯二甲酸12.5%、富马酸20%、顺丁烯二酸酐50%。5.根据权利要求1所述的高浸润性不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述的催化剂为乙酸锌和有机锡类催化剂按重量比例1：3的混合物。6.根据权利要求1所述的高浸润性不饱...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧伟莉，杨国庆，吴洪沛，肖超，
申请(专利权)人：湖北旺林新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：