CN102453247B - 易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其是一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法。所述树脂是由有机多元醇、可再生植物油脂经酯交换反应，再和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚缩聚反应后形成的聚合物溶于苯乙烯制得。本发明的优点是：（1）选用可再生植物油脂为主体组分，减少有毒害化工原料的使用，符合绿色环保的理念；（2）树脂组分中的植物油和四氢苯酐、烯丙基醚等都提供了良好的气干性，树脂可广泛应用于对气干性要求很高的领域。本发明主要应用在对气干性要求较高的易打磨胶衣，韧性、附着力、耐候性、打磨性等均十分出色，且其气干性很好，用其配制的胶衣具有附着力好、低孔隙率、易打磨等特点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其是一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法。
背景技术
中国的玻璃钢工业发展到今天，大家都在关注的一个问题，就是如何提高玻璃钢产品的质量。要提高质量，必须要有好的模具，好的玻璃钢模具要能满足产品尺寸的精度；还要根据产品性能，满足它们的结构力学性能和机械性能等；在外观效果上，要有一定的光洁度、平顺度、均厚度。
原模是制造优质玻璃钢模具的最重要前提。原模的基体材料的选择主要依据模具类型和尺寸，以及制作不同类型模具时所获得的经验来决定。基于铺层热力学原理，原模表面材料的不同密度、接缝、螺钉孔等缺陷的消除，必须有一层热传递速度一致、具有一定的刚性的材料做表面处理材料的基材。在基材上，使用易打磨胶衣来修正原模表面的轮廓尺寸的精确性、光顺性，再使用具有高光亮表面的气干型胶衣来得到高光亮度的原模表面。原模表面的轮廓尺寸的精确性、光顺性、光亮度直接决定玻璃钢模具的质量。确保原模表面的轮廓尺寸的精确性、光顺性需要具有下列特点的材料：1、气干性好，可快速累积一定的厚度；2、与基材的附着力好；3、极易打磨；4、低孔隙率；5．耐温性好；6、表面光洁、细腻。
易打磨胶衣在原膜制作及模具修补过程中起到了很关键的作用。这就对易打磨胶衣的性能有较高的要求，比如附着力、低孔隙率、打磨性、表面硬度、韧性、耐候性等。
近年来，为了改善气干性，有很多的方法被使用，如添加烯丙基醚类单体可以较好的提高产品的气干性，被广泛用于涂料用树脂的配方中，但是针对有些特殊要求的应用，比如附着力、韧性等方面调整起来就比较困难，本发明采用天然植物油和四氢苯酐来对树脂进行改性，很好的综合了各方面的性能。
发明内容
为了克服现有的易打磨胶衣的附着力、韧性等性能方面调整起来比较困难的不足，本发明提供了一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，它是由有机多元醇、可再生植物油脂经酯交换反应，再和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚缩聚反应后形成的聚合物溶于苯乙烯制得。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述的有机多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇的一种或多种。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的可再生植物油脂包括桐油、亚麻油、椰子油、玉米油、蓖麻油、花生油、葵花籽油、菜籽油、棕榈油、豆油、糠油等，优选桐油、亚麻油和豆油中的一种或几种。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的烯丙基醚包括三羟甲基丙烷二烯丙基醚或季戊四醇三烯丙基醚。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的小分子二元醇或二元酸包括丙二醇、二甘醇、乙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、苯酐、顺酐、己二酸或者四氢苯酐。
一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂的制备方法，其包括以下步骤：
A、酯交换反应：
将有机多元醇和可再生植物油脂在一定反应条件下进行酯交换反应，催化剂有氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氧化铅中的一种或多种；
B、缩聚反应：
由步骤A制得的醇解物和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚反应，馏头温度95~105℃，反应温度170~180℃，使用树脂/苯乙烯=2/1配制样品，用泡管粘度或锥板粘度计控制目标值，反应终点为P~Q，锥板150℃约10±2泊；
C、成品：
将上述反应得到的聚合物溶于苯乙烯制得易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述步骤A中的一定反应条件是指有机多元醇和可再生植物油脂的投料摩尔比为1:0.5～1:1.5，反应温度180℃~240℃，氮气保护，催化剂优选氢氧化锂；反应以产品和甲醇体积比1/3来检测忍耐度，澄清无分相为终点。
本发明的有益效果是，本发明的优点是：（1）选用可再生植物油脂为主体组分，减少有毒害化工原料的使用，符合绿色环保的理念；（2）树脂组分中的植物油和四氢苯酐、烯丙基醚等都提供了良好的气干性，树脂可广泛应用于对气干性要求很高的领域。本发明主要应用在对气干性要求较高的易打磨胶衣，韧性、附着力、耐候性、打磨性等均十分出色，且其气干性很好，用其配制的胶衣具有附着力好、低孔隙率、易打磨等特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的合成工艺示意图。
具体实施方式
一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，它是由有机多元醇、可再生植物油脂经酯交换反应，再和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚缩聚反应后形成的聚合物溶于苯乙烯制得。所述的有机多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇的一种或多种。
所述的可再生植物油脂包括桐油、亚麻油、椰子油、玉米油、蓖麻油、花生油、葵花籽油、菜籽油、棕榈油、豆油、糠油等，优选桐油、亚麻油和豆油中的一种或几种。具体根据固化速度和固化后成品外观调节。
所述的烯丙基醚包括三羟甲基丙烷二烯丙基醚（TMPDE）或季戊四醇三烯丙基醚。
所述的小分子二元醇或二元酸包括丙二醇、二甘醇、乙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、苯酐、顺酐、己二酸、四氢苯酐等。
如图1是本发明的合成工艺示意图，一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂的制备方法，其包括以下步骤：
A、酯交换反应：
将有机多元醇和可再生植物油脂在一定反应条件下进行酯交换反应，催化剂有氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氧化铅中的一种或多种；
B、缩聚反应：
由步骤A制得的醇解物和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚反应，馏头温度95~105℃，反应温度170~180℃，使用树脂/苯乙烯=2/1配制样品，用泡管粘度或锥板粘度计控制目标值，反应终点为P~Q，锥板150℃约10±2泊；
C、成品：
将上述反应得到的聚合物溶于苯乙烯制得易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂。
所述步骤A中的一定反应条件是指有机多元醇和可再生植物油脂的投料摩尔比为1:0.5～1:1.5，反应温度180℃~240℃，氮气保护，催化剂优选氢氧化锂；反应以产品和甲醇体积比1/3来检测忍耐度，澄清无分相为终点。
本发明是建立在绿色环保理念的基础上，通过有机多元醇单体对天然植物油进行醇解得到具有平均官能度为2左右的醇解产物，再与TMPDE二元醇、二元酸进行缩聚，进而得到具有优异整体性能和空干性的树脂产品，此外，天然植物油所提供的长脂肪链可以有效提高树脂的韧性和机械强度。
下面结合具体实例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于具体实施例。
不饱和树脂的合成实施例：
按下述原料配方和制备方法制备一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂。
配方为：
| 名称 | 质量 |
| 季戊四醇 | 100g |
| 亚麻油 | 250g |
| 四氢苯酐 | 150g |
| 三羟甲基丙烷二烯丙基醚 | 105g |
| 季戊四醇三烯丙基醚 | 128g |
| 二甘醇 | 100g |
| 苯酐 | 60g |
| 顺酐 | 100g |
| 苯乙烯 | 450g |
制备方法步骤如下：
（1）将亚麻油投入到0.5L的反应釜中，开通搅拌，通氮气；
（2）搅拌升温至120℃，加入催化剂LiOH；
（3）升温至220℃，分四次将计量的季戊四醇投入反应釜中，再升温至240℃保温反应直至产物在常温下可澄清；
（6）将TMPDE、四氢苯酐，酯交换产物转移到2L反应釜中，通氮气，在170~180℃下缩聚反应并脱水，使用树脂/苯乙烯=2/1配制样品测试泡管粘度，反应终点为P~Q；
（7）将上述树脂降温至100℃，加入200ppm对苯二酚做阻聚剂；
（8）将树脂在搅拌下迅速倒入装有苯乙烯的容器中，搅拌溶解，过滤后冷却降温即得所述产品。
易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂应用实施例：
用合成出的不饱和聚酯树脂制备易打磨胶衣，配方如下：
| 名称 | 用量（质量份） |
| 树脂 | 100 |
| 气相二氧化硅 | 0.5 |
| 异辛酸钴 | 0.1%树脂质量 |
| N,N-二甲基苯胺 | 0.05%树脂质量 |
| 流平剂 | 0.4 |
| 消泡剂 | 0.4 |
| 滑石粉 | 120 |
| 苯乙烯 | 15 |
易打磨胶衣的性能指标：
| 检测项目 | 技术指标 |
| 气干性（25℃） | Tgel = 20min，T打磨 = 60min |
| 打磨性 | 优秀（出粉多且细腻） |
| 平整度 | 好 |
| 孔隙率 | 低 |
| 耐温性 | 120℃ |
Claims (4)
1.一种易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，其特征是，它是由有机多元醇、可再生植物油脂经酯交换反应，再和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚缩聚反应后形成的聚合物溶于苯乙烯制得，
所述的有机多元醇选自三羟甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇的一种或多种，
所述小分子二元醇选自丙二醇、二甘醇、乙二醇、甲基丙二醇或者新戊二醇，所述小分子二元酸选自己二酸；
其包括以下步骤：
A、酯交换反应：
将有机多元醇和可再生植物油脂在一定反应条件下进行酯交换反应，催化剂有氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氧化铅中的一种或多种；
B、缩聚反应：
由步骤A制得的醇解物和小分子二元醇或二元酸、四氢苯酐、烯丙基醚反应，馏头温度95~105℃，反应温度170~180℃，使用树脂/苯乙烯=2/1配制样品，用泡管粘度或锥板粘度计控制目标值，反应终点为P~Q，锥板150℃10±2泊；
C、成品：
将上述反应得到的聚合物溶于苯乙烯制得易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂；
所述步骤A中的一定反应条件是指有机多元醇和可再生植物油脂的投料摩尔比为1:0.5～1:1.5，反应温度180℃~240℃，氮气保护，反应以产品和甲醇体积比1/3来检测忍耐度，澄清无分相为终点。
2.根据权利要求1所述的易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，其特征是，所述的可再生植物油脂包括桐油、亚麻油、椰子油、玉米油、蓖麻油、花生油、葵花籽油、菜籽油、棕榈油、豆油或者糠油。
3. 根据权利要求1或2所述的易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，其特征是，所述的可再生植物油脂选自桐油、亚麻油和豆油中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的易打磨胶衣用气干性不饱和聚酯树脂，其特征是，所述的烯丙基醚包括三羟甲基丙烷二烯丙基醚或季戊四醇三烯丙基醚。
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