一种基于2,3-丁二醇的玻璃钢及其制备方法技术

本发明专利技术属于玻璃钢材料制备领域，公开了一种基于2，3-丁二醇的玻璃钢及其制备方法，该玻璃钢具有如下的重复结构单元：R1选自R2选自n＝1～100，m＝1～100，o＝2～13，p＝0～11。本发明专利技术还公开了一种上述基于2，3-丁二醇的玻璃钢的制备方法。本发明专利技术所得产品质量轻、强度高、耐腐蚀性能、热性能、电性能良好，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压、绝缘、绝热、耐腐蚀容器以及其他需要减轻自重的制品方面都有很广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
,3-丁二醇的玻璃钢及其制备方法
本专利技术属于玻璃钢材料制备领域，具体涉及，3-丁二醇的玻璃钢及其制备方法。
技术介绍
地球上具有生命活动的生物都是由有机物构成的，有机物通过生物转化可以产生己糖和戊糖，其中己糖(主要是葡萄糖)很容易发酵，戊糖以木糖为代表，是主要糖类产品的一个潜在的重要来源。木糖和葡萄糖经过产酸克雷伯菌发酵的主要产物都是2，3- 丁二醇，此外，别的微生物，如芽孢杆菌、亲水气单胞菌和几种沙雷菌都可以产生2，3-丁二醇。因而，2，3-丁二醇的制备生产过程与其它的化工产品有很大的不同，完全摆脱了对石油等化工原料的依赖，同时也可以避免石油在使用过程和最终废弃物大量CO2的排放，以及由此导致的全球变暖、沙尘暴、干旱、洪涝灾害等一系列的问题。因此，2，3_丁二醇是利用可再生资源生产的环境友好材料，符合当前世界可持续发展的绿色主题。近几十年很多科学和研究工作者对它的性能进行了全面系统的研究。2，3-丁二醇是无色无味的液态化学品，具有很高的沸点和低的凝固点，被广泛的用作制备丁二烯和防冻剂。此外，2，3-丁二醇的热容为27200J/g，与乙醇(29100J/g)、甲醇(22100J/g)相当，因而可以用作液体燃料和燃料添加剂。2，3_ 丁二醇脱水得到工业溶剂丁酮，进一步脱水生成1，3_ 丁二烯(合成橡胶的起始原料，也是聚合物工业的重要单体)。丁酮加氢得到高辛烷值的高质量飞行燃料，催化脱氢酯化得到的二醋酸酯是一种高价的食品添加剂。但是当它用作聚合单体时，虽然与它的同分异构体1，4_ 丁二醇一样，具有两个羟基，但这两个羟基均为仲羟基，反应活性很低，在缩聚反应过程中，很难与二元酸反应得到较高分子量、具有实用价值的酯化产品。u. S. Pat. No. 4600768中指出对于二羧酸与2，3_ 丁二醇制备的产品还没有报导过，主要是由于缺乏一种合适的制备方法。U.S. Pat.No. 2502686利用苯二甲酸和2，3-丁二醇制备了一种低分子量(1000 3000)的聚酯，这种低分子量使得它们不能被用来制备成型部件，例如薄膜和薄片。u. S. Pat. No. 3714126将2，3- 丁二醇作为PET的改性剂，但是最多只加到了 8%。玻璃钢由于其质轻而硬、不导电，机械强度高、耐腐蚀等优异性能，可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等(赵德仁等，高聚物合成工艺学，化学工业出版社，1997，P303。)，具有广泛的应用领域和市场前景。目前最常用的玻璃钢是通过不饱和聚酯与苯乙烯等共聚交联固化得到，其中，不饱和聚酯是由不饱和二元酸与二元醇缩聚，最常用的二元醇为乙二醇，有时为了降低交联密度，会用丙二醇、一缩二乙二醇、1，3-丁二醇代替部分乙二醇(潘祖仁，高分子化学，化学工业出版社，2002，P204。)。而以2，3-丁二醇与不饱和二元酸反应制备的不饱和聚酯为原料生产玻璃钢还未见报导。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，3- 丁二醇的玻璃钢，该玻璃钢质量轻、强度高、耐腐蚀性能、热性能、电性能良好，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压、绝缘、绝热、耐腐蚀容器以及其他需要减轻自重的制品方面都有很广泛的应用。本专利技术的另一个目的是提供一种上述基于2，3- 丁二醇的玻璃钢的制备方法，该方法通过选用高效的聚酯催化剂，有效的利用2，3-丁二醇制备了可用于生产玻璃钢产品的不饱和聚酯，然后打开双键自由基聚合交联固化得到玻璃钢。本专利技术的技术方案如下本专利技术提供了，3-丁二醇的玻璃钢，该玻璃钢具有如下的重复结构单元权利要求1.，3_ 丁二醇的玻璃钢，其特征在于该玻璃钢具有如下的重复结构单元，2.权利要求I所述的基于2，3_丁二醇的玻璃钢的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤 将单体a、顺丁烯二酸酐和单体b、2，3- 丁二醇及第一催化剂按照一定比例加入到装有搅拌装置和冷凝装置的烧瓶中，抽真空、充氮气除去反应装置中的氧气，保证酯交换和/或酯化反应在氮气条件下进行，加热至反应混合物完全熔化/溶解成均相体系后，控制反应温度为170 230°C，在搅拌、冷凝条件下进行反应，直至酯交换及酯化反应的副产物达到理论计算量的92%以上； 加入第二催化剂，在240 280°C下抽真空至小于500Pa，搅拌0. 5 6h，停止反应，得到不饱和聚酯； 在得到的不饱和聚酯中加入一定量的引发剂，60 160°C下自由基聚合0. 5 12h，即得产品玻璃钢； 其中，单体a选自脂肪族二元酸、脂肪族二元酯、邻苯二甲酸酐或它们的混合物；单体b为脂肪族二元醇；单体a与顺丁烯二酸酐的质量比为4 : I 0 : I;单体b与2，3-丁二醇的质量比为0 : I I : I ;单体a和顺丁烯二酸酐的总量与单体b和2，3_ 丁二醇的总量的质量比为I : I I : 3;第一催化剂、第二催化剂占反应组分a、b、顺丁烯二酸酐和2，3- 丁二醇总量的重量分数为0. 001 0. 5 %，优选0. 005 0. 3 % ;引发剂占不饱和聚酯的重量分数为0. 05 1% ； 第一催化剂、第二催化剂为对酯交换和/或酯化具有催化作用的常规催化剂，基于下述元素Ti、Ge、Zn、Fe、Mn、Co、Zr、Mg、Sb、Sn、V、Ir、La、Ce、Li 或 Ga 的金属化合物。3.根据权利要求2所述的基于2，3_丁二醇的玻璃钢的制备方法，其特征在于所述的脂肪族二元酸选自C2 C15的直链脂肪族二元酸或C5 Cltl的环状脂环族二元酸；进一步优选乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、i^一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、1，2-环己烷二甲酸或1，4_环己烷二甲酸中的一种或几种的混合物；更优选己二酸；所述的脂肪族二元酯选自脂肪族二元酸的C1-C6烷基酯；优选己二酸二甲酯。4.根据权利要求2所述的基于2，3_丁二醇的玻璃钢的制备方法，其特征在于所述的脂肪族二元醇选自C2 C13的链烷二醇；进一步优选乙二醇、I，2-丙二醇、I，3-丙二醇、I，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、I，11- i^一烷二醇、I，12-十二烷二醇、I，13-十三烷二醇或2-甲基-1，3-丙二醇中的一种或几种的混合物；更优选1，4_ 丁二醇或乙二醇。5.根据权利要求2所述的基于2，3_丁二醇的玻璃钢的制备方法，其特征在于所述的第一催化剂选自钛化合物或醋酸盐中的一种或两种的混合物；所述的第二催化剂选自钛化合物、锡化合物或锑化合物中的一种或它们的任意混合物；其中，钛化合物选自钛酸四正丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯或钛酸四异辛酯中的一种或它们的任意混合物；醋酸盐选自醋酸锌、醋酸镁或醋酸锰中的一种或它们的任意混合物；锡化合物选自氧化二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或氯化亚锡中的一种或它们的任意混合物；锑化合物选自醋酸锑或三氧化二锑中的一种或两种的混合物。6.根据权利要求2所述的基于2，3_丁二醇的玻璃钢的制备方法，其特征在于所述的引发剂选自过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种，优选偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。7.根据权利要求2所述的基于2，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于2，3？丁二醇的玻璃钢，其特征在于：该玻璃钢具有如下的重复结构单元，R1选自R2选自n＝1～100，m＝1～100，o＝2～13，p＝0～11。FDA0000066822770000011.tif,FDA0000066822770000012.tif,FDA0000066822770000013.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冬云，杨桂生，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：