CN101704940B - 原子灰用不饱和聚酯树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种原子灰用不饱和聚酯树脂。合成树脂的原料及用量如下：以摩尔比计，双环戊二烯∶间苯二甲酸∶顺丁烯二酸酐∶二甘醇为0.30～0.5∶0.30～0.50∶1.0～1.2∶1.3～1.7；各原料加入反应釜的顺序是：先加入配方量的双环戊二烯、与双环戊二烯等量的顺丁烯二酸酐和水，反应后形成单酯，然后加入配方量的间苯二甲酸和两倍于间苯二甲酸配方量的二甘醇并与所形成的单酯反应，最后再加入剩余的顺丁烯二酸酐和剩余的二甘醇继续反应至形成不饱和聚酯树脂。本发明不饱和聚酯树脂制得的原子灰的耐热性至少200℃，达到了用国外不饱和聚酯树脂配制的原子灰水平，保证了质量、降低了成本，解决了对国外产品的依赖性。
Description
技术领域
本发明涉及一种原子灰用不饱和聚酯树脂，特别是耐热原子灰用不饱合聚酯树脂。
背景技术
原子灰的正式名称为聚合腻子，即不饱和聚酯树脂腻子。因其具有固化快速、易打磨、排放有机溶剂少、黏附力强、不开裂等独特优势，成为目前国内外研究十分活跃、发展极快、较为理想的填补材料。广泛用于汽车制造、机械、造船、机车、车辆制造、修理业。原子灰是一种复配型产品，由主剂和固化剂两部分组成，主剂一般由不饱和聚酯树脂、颜填料、促进剂(如环烷酸钴、二甲基苯胺)及触变剂(如气相二氧化硅、有机膨润土)经过混合、研磨而成。固化剂由有机过氧化物(如过氧化环己酮、过氧化甲乙酮等)、颜料组成。性能优良的原子灰应具有良好的气干性、柔韧性及耐冲击性、优异的打磨性、耐热性和储存稳定性等多项性能。原子灰性能主要由不饱和聚酯树脂所决定的。目前原子灰多用于轿车修补，在修补处嵌填原子灰后的烘烤温度为150℃左右，考虑到烘房或烘道的升温不稳定性，通常要求原子灰的耐热温度要达到180℃以上。但是目前市场上耐热温度在180℃以上的原子灰商品，所使用的不饱和聚酯树脂都是进口产品，不仅成本高，还受到进口商的控制，因此，急需开发一种国产的可以适用耐热温度达到180℃以上的原子灰用不饱和聚酯树脂。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可以使原子灰的耐热温度至少200℃的而且具有良好的气干性、柔韧性、优异打磨性的原子灰用不饱和聚酯树脂。
实现本发明目的的技术方案是：一种原子灰用不饱和聚酯树脂，其特点是，合成树脂的原料及用量如下：
以摩尔比计，双环戊二烯∶间苯二甲酸∶顺丁烯二酸酐∶二甘醇为0.30～0.5∶0.30～0.50∶1.0～1.2∶1.3～1.7；
所述各原料加入反应釜的顺序是：先加入配方量的双环戊二烯、与双环戊二烯等量的顺丁烯二酸酐和水，反应后形成单酯，然后加入配方量的间苯二甲酸和两倍于间苯二甲酸配方量的二甘醇并与所形成的单酯反应，最后再加入剩余的顺丁烯二酸酐和剩余的二甘醇继续反应至形成不饱和聚酯树脂。
上述原子灰用不饱和聚酯树脂，其树脂性能如下：
酸值＜50mg/KOH；粘度400～500mpa.s；固体含量60～65质量％；热变形温度70～90℃。
上述原子灰用不饱和聚酯树脂的具体合成步骤如下：
①按下述配方量准备原料：
以摩尔比计，双环戊二烯∶间苯二甲酸∶顺丁烯二酸酐∶二甘醇为0.30～0.5∶0.30～0.50∶1.0～1.2∶1.3～1.7；
②在反应釜内，先加入配方量的双环戊二烯、与双环戊二烯等量的顺丁烯二酸酐和适量水一起加热升温，在90～120℃反应4h，直至酸值接近恒定，此时顺丁烯二酸酐水解并与双环戊二烯形成单酯；
③在反应釜内，加入配方量的间苯二甲酸和两倍于间苯二甲酸配方量的二甘醇并与步骤②所形成的单酯，在催化剂钛酸丁酯存在下，升温至200℃进行反应，直至物料呈透明状为止；
④降温到150℃，加入剩余的顺丁烯二酸酐和剩余的二甘醇升温至200℃进行反应，直至物料的酸值＜50mg/KOH为止；
⑤将步骤④得到的物料抽滤除掉反应存留的小分子化合物，降至室温，加入阻聚剂对苯二酚混合均匀，用苯乙烯稀释成固体含量为60～65质量％，包装即为本发明原子灰用不饱和聚酯树脂，其酸值＜50mg/KOH；粘度400～500mpa.s；热变形温度70～90℃。
本发明的技术效果是：本发明的技术方案中，由于采用双环戊二烯、顺丁烯二酸酐、间苯二甲酸和二甘醇搭配作为合成不饱和聚酯树脂的主要原料，其中所使用的双环戊二烯提高了原子灰的气干性，所使用的间苯二甲酸提高了原子灰的耐热性，而用二甘醇作为二元醇并与适当比例的二元酸(间苯二甲酸)配合，提高了原子灰的柔韧性；合成不饱和聚酯树脂时，由于先使双环戊二烯与部分顺丁烯二酸酐形成单酯，而且间苯二甲酸、剩余二甘醇与所形成的单酯反应完成后，再加入剩余配方量的顺丁烯二酸酐和剩余配方量的二甘醇，因此使得双环戊二烯与顺丁烯二酸酐形成的单酯、间苯二甲酸、二甘醇均匀反应，顺丁烯二酸酐和二甘醇反应能形成短分子链并镶嵌在双环戊二烯与顺丁烯二酸酐形成的单酯、间苯二甲酸、二甘醇的反应物中间，防止了顺丁烯二酸酐先与二甘醇反应形成长链分子，使所得树脂结构均匀，有利于提高本发明树脂的性能，进而提高了原子灰的各项性能，特别是耐热性和气干性(见表2)。可以替代进口的不饱和聚酯树脂用于制造耐热原子灰，降低了成本，满足了市场需求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不受此限制。
实施例所用原料除另有说明外均为工业品，可以从市场购得。
实施例1制备原子灰用不饱和聚酯树脂
按下述步骤合成：
①按下述配方量准备原料：
以摩尔比计，双环戊二烯∶间苯二甲酸∶顺丁烯二酸酐∶二甘醇为0.3∶0.3∶1.0∶1.3；
②在反应釜内，先加入0.3摩尔的双环戊二烯、与双环戊二烯等量的顺丁烯二酸酐(0.3摩尔)和适量水一起加热升温，在90℃反应4h，直至酸值接近恒定，此时顺丁烯二酸酐水解并与双环戊二烯形成单酯；
③在反应釜内，加入0.3摩尔的间苯二甲酸和0.6摩尔的二甘醇，并与步骤②所形成的单酯，在催化剂钛酸丁酯存在下，升温至200℃进行反应，直至物料呈透明状为止；
④降温到150℃，加入剩余的顺丁烯二酸酐(0.7摩尔)和剩余的二甘醇(0.7摩尔)升温至200℃进行反应，直至物料的酸值＜50mg/KOH为止；
⑤将步骤④得到的物料抽滤除掉反应存留的小分子化合物，加入阻聚剂对苯二酚混合均匀，用苯乙烯稀释成固体含量为65质量％，包装即为本发明原子灰用不饱和聚酯树脂，其酸值＜50mg/KOH；粘度400～500mpa.s；热变形温度70～90℃。
实施例2配制原子灰
按下述配方准备原料：滑石粉(325目)360g、滑石粉(600目)150g；钛白粉(金红石型)10g；气相二氧化硅6g；不饱和聚酯树脂(实施例1制)300g；促进剂(环烷酸钴)4.0g；
将上述原料混合均匀，经捏合机捏合，三辊研磨机研磨后，即可得到原子灰。
按国家相关标准检测原子灰的性能，结果见表1。
表1
| 检测项目 | 结果 |
| 外观 | 搅拌时均匀，无硬块 |
| 混合性 | 易混合 |
| 适用期(操作时间) | 20℃，8min |
| 刮涂性 | 易刮涂 |
| 涂膜外观 | 色差小、无裂缝、无气泡 |
| 打磨性 | 易打磨 |
| 柔韧性 | 好 |
| 气干性 | 20℃，1h内 |
| 耐热性 | 200℃不裂、不脱落 |
试验表明，只要在本发明所确定的合成不饱和聚酯树脂的原料及其用量范围，制得的不饱和聚酯树脂用于配制的原子灰均可达到表1的性能。在此不逐一记载。
为说明本发明不饱和聚酯树脂性能，对申科牌原子灰(宜兴市申科耐磨材料有限公司与上海精细化工研究所联合开发)、9225S树脂制备的原子灰(无锡久川合成材料有限公司)、实施例2配制的原子灰(用实施例1制得的本发明不饱和聚酯树脂)，用国家标准检测原子灰的耐热性(GB/T1735-1979)和气干性，结果列在表2。
表2
| 检测项目 | 实施例2原子灰 | 申科牌原子灰 | 9225S树脂制备的原子灰 |
| 耐热性，℃ | 200 | 160 | 180 |
| 气干性，min | 40 | 60 | 50 |
由表2的检测结果可以看出，用本发明不饱和聚酯树脂制得的原子灰，其耐热性、气干性均优于现有同类产品，达到了用进口的国外不饱和聚酯树脂配制的原子灰的水平(耐热性200℃，气干性低于1h)，既保证了质量、降低了成本，又解决了对国外产品的依赖性。
Claims (1)
1.一种原子灰用不饱和聚酯树脂，其特征在于，合成树脂的原料及其用量如下：
以摩尔比计，双环戊二烯∶间苯二甲酸∶顺丁烯二酸酐∶二甘醇为0.30～0.5∶0.30～0.50∶1.0～1.2∶1.3～1.7；
所述不饱和聚酯树脂的具体合成步骤如下：
①按上述配方量准备原料；
②在反应釜内，先加入配方量的双环戊二烯、与双环戊二烯等量的顺丁烯二酸酐和适量水一起加热升温，在90～120℃反应4h，直至酸值接近恒定，此时顺丁烯二酸酐水解并与双环戊二烯形成单酯；
③在反应釜内，加入配方量的间苯二甲酸和两倍于间苯二甲酸配方量的二甘醇并与步骤②所形成的单酯，在催化剂钛酸丁酯存在下，升温至200℃进行反应，直至物料呈透明状为止；
④降温到150℃，加入剩余的顺丁烯二酸酐和剩余的二甘醇升温至200℃进行反应，直至物料的酸值＜50mgKOH/g为止；
⑤将步骤④得到的物料抽滤除掉反应存留的小分子化合物，降至室温，加入阻聚剂对苯二酚混合均匀，用苯乙烯稀释成固体含量为60～65质量％，包装即为原子灰用不饱和聚酯树脂，其酸值＜50mgKOH/g；粘度400～500mpa.s；热变形温度70～90℃。
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