CN102627740A - 低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于复合材料表面的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂及其制备方法，它是由不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂等经高速分散制得，适用于喷涂。制备上述胶衣树脂用的不饱和聚酯树脂具有粘度低、固体含量高、强度高的特点，是一种专门为低苯乙烯挥发胶衣树脂研制的不饱和聚酯树脂。本发明所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，可广泛应用于复合材料表面，对复合材料起装饰和保护作用。同时可较大幅度减少胶衣施工过程中的空苯乙烯挥发，有利于环境保护。

Description

低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其是一种低苯乙烯挥发的不饱和聚酯胶衣树脂及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯胶衣树脂是用于复合材料表面，对复合材料提供防护和装饰的一种不饱和聚酯树脂，通常由不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、流平剂等经高速分散制得，可用于刷涂和喷涂工艺。刷涂工艺由于生产效率低、很难涂均匀等缺点，只有较少工厂采用，且主要用于制作小制品。胶衣施工主流为喷涂工艺，喷涂工艺要求胶衣树脂有较小的粘度，因此，喷涂型胶衣树脂往往含有较多苯乙烯单体，一般喷涂型胶衣树脂苯乙烯含量≧40%。因此，在喷涂过程和胶衣固化过程中，会有大量苯乙烯挥发，一般喷涂型胶衣树脂从开始喷涂到胶衣固化，苯乙烯挥发量往往大于胶衣总重量的15%，不仅浪费大，对环境也造成污染。

因此，改进现有喷涂型胶衣树脂产品，开发一种低苯乙烯挥发的胶衣树脂，不仅可以减少浪费，还可以降低对环境的污染，是非常有意义的。

发明内容

本发明提供了低苯乙烯挥发胶衣树脂及其制备方法。本发明主要分两部分，分别为低苯乙烯挥发胶衣树脂及其制备方法和用于制作该胶衣树脂的不饱和聚酯树脂及其制备方法。

1、本发明是一种用于制造低苯乙烯挥发胶衣树脂的不饱和聚酯树脂，该不饱和聚酯树脂具有粘度低、固体含量高的特点。2、使用上述不饱和聚酯树脂，选用合适的触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂制得低苯乙烯挥发胶衣树脂。其特征是：该胶衣树脂中苯乙烯含量低，同比例苯乙烯挥发相对较少。而且该胶衣树脂含有苯乙烯挥发抑制剂，苯乙烯挥发受到抑制，挥发量较少。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，它是由不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂等经高速分散制得，将不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂加入分散釜中，用锯齿形分散盘、线速度大于25米/秒分散10-30分钟，然后加入苯乙烯混合均匀；该胶衣树脂中苯乙烯含量在28-32%，适用于喷涂；该胶衣施工过程中，苯乙烯挥发总量比普通胶衣减少30%以上。

所述不饱和聚酯树脂是由有机多元醇、饱和或不饱和多元酸或酸酐经酯化反应，缩聚形成的聚合物溶于含有阻聚剂的苯乙烯制得；所述的不饱和聚酯树脂粘度为800-1000cP，固体含量为68-72%，用量为总配方的65-80%；该不饱和聚酯树脂配方中多元醇与多元酸的摩尔比为1.1-1.2:1；不饱和多元酸与饱和多元酸的摩尔比为1.5-2:1。该不饱和聚酯树脂具有粘度低、固体含量高的特点。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的触变剂为气相法二氧化硅和沉淀法二氧化硅，用量分别为总配方的1.5-3%和2-5%。             

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的填料为氢氧化铝、碳酸钙、白云石粉的一种或多种，用量为总配方的10-20%。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括苯乙烯用量为总配方的5-15%。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的苯乙烯挥发抑制剂为德国毕克公司的S740和S750中的一种或两种，用量为总配方的0.2-0.5%。

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乙二醇，二乙二醇，丙二醇，二丙二醇，甲基丙二醇，新戊二醇中的一种或多种。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的饱和或不饱和多元酸或酸酐包括马来酸酐，富马酸，邻苯二甲酸酐，间苯二甲酸，对苯二甲酸，己二酸的一种或多种。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的阻聚剂包括氢醌，甲基氢醌，对苯醌，特丁基邻苯二酚，二叔丁基甲酚，环烷酸铜及其衍生物的一种或多种。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的缩聚物为68-72重量份，苯乙烯28-32重量份，不饱和聚酯树脂粘度为800-1000cP。

一种制备本发明所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂的方法，包含以下合成工艺步骤：

向反应釜中加入多元醇、饱和多元酸或酸酐，通入氮气保护，搅拌升温至出水，控制馏头温度95～105℃和反应温度190～210℃反应，至酸值5-20 mg KOH/g后降温至150℃，向反应釜中加入不饱和多元酸或酸酐，搅拌升温，控制馏头温度95～105℃和反应温度200～220℃反应，至酸值20-40 mg KOH/g后降温至190℃，向反应釜中加入阻聚剂，搅拌降温至150℃，倒入苯乙烯和阻聚剂的溶液中稀释，保持稀释温度为60～80℃，稀释完毕降至室温后密闭保存。

本发明的主要特点为：（1）本胶衣树脂苯乙烯含量低，一般喷涂型胶衣树脂苯乙烯含量≧40%，本胶衣树脂苯乙烯含量30%左右，一般为28-32%。（2）施工过程苯乙烯挥发少，一般喷涂型胶衣树脂从开始喷涂到胶衣固化，苯乙烯挥发量大于胶衣总重量的15%，本胶衣树脂苯乙烯挥发为量小于胶衣总重量的10%。（3）本胶衣树脂固化收缩率低，光泽高。（4）本胶衣树脂固化快，表面硬度高。

本发明所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，可广泛应用于复合材料表面，对复合材料起装饰和保护作用。同时可较大幅度减少胶衣施工过程中的空苯乙烯挥发，有利于环境保护。

具体实施方式

本发明首先合成一种粘度低、固体含量高、强度高、韧性好的不饱和聚酯树脂，并选用合适的触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂制得低苯乙烯挥发胶衣树脂。

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。

不饱和聚酯树脂的合成实施例：

按下述原料配方和制备方法制备一种用于制造低苯乙烯挥发胶衣树脂的不饱和聚酯树脂。

配方为：

名称	重量份	摩尔份
			丙二醇	71.5	0.94
新戊二醇	236	2.27
			间苯二甲酸	170	1.02
顺酐	183	1.87
			氢醌	150 ppm
苯乙烯	250

制备方法步骤如下：

反应釜中加入丙二醇、新戊二醇、间苯二甲酸，通入氮气保护，搅拌升温至出水，控制馏头温度95～105℃和反应温度190～210℃反应，至酸值10-15mg KOH/g后降温至150℃，向反应釜中加入顺酐，搅拌升温，控制馏头温度95～105℃和反应温度200～220℃反应，至酸值28-33mg KOH/g后降温至190℃，向反应釜中加入阻聚剂，搅拌降温至150℃，倒入苯乙烯和阻聚剂的溶液中稀释，保持稀释温度为60～80℃，稀释完毕降至室温后密闭保存。

上述液体树脂检测数据： 

项 目	单位	检测数据	测试方法
				外 观	--	黄色透明液体	GB/T8237
粘度(25℃)	cP	920	GB/T 7193
				酸值	mgKOH/g	19.8	GB/T 2895
固体含量	%	70.2	GB/T 7193
				凝胶时间(25℃)	min	11.3	GB/T7193

浇铸体物理性能(仅供参考)： 

项目	单位	测定值	测试方法
				拉伸强度	MPａ	72.0	GB/T2568-95
拉伸模量	MPａ	3300	GB/T2568-95
				拉伸延伸率	％	2.5	GB/T2568-95
弯曲强度	MPａ	128	GB/T2570-95
				弯曲模量	MPａ	3500	GB/T2570-95
冲击韧性	KJ/ｍ２	8.1	GB/T2571-95
				热变形温度	℃	112	GB/T1634-89
巴柯尔硬度	---	42	GB/T3854-83

低苯乙烯挥发胶衣树脂的制备实施例：

名称	重量份
		不饱和聚酯树脂	100
气相法二氧化硅	2.3
		沉淀法二氧化硅	2.3
氢氧化铝	20
		消泡剂	0.4
苯乙烯	10
		苯乙烯挥发抑制剂	0.4

使用上述不饱和聚酯树脂，配方为：

制备方法：

将不饱和聚酯树脂、气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、氢氧化铝、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂加入分散釜中，用锯齿形分散盘、线速度大于25米/秒分散20分钟，然后加入苯乙烯混合均匀。

胶衣树脂检测数据： 

项 目	单位	检测数据	测试方法
				粘度(25℃)	cP	2030	JIS-K-6901
触变指数	mgKOH/g	5.32	JIS-K-6901
				固体含量	%	70.2	GB/T 7193
凝胶时间(25℃)	min	10.7	GB/T7193

上述胶衣树脂理论苯乙烯含量为70.6%，测试值为70.2%。 将上述胶衣树脂进行喷涂试验，胶衣雾化良好，成膜平整，适合喷涂。胶衣树脂固化后检测苯乙烯挥发量，为9.3%。

Claims (9)

1.一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，它是由不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、苯乙烯、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂等经高速分散制得，其特征是，将不饱和聚酯树脂、触变剂、填料、消泡剂、苯乙烯挥发抑制剂加入分散釜中，用锯齿形分散盘、线速度大于25米/秒分散10-30分钟，然后加入苯乙烯混合均匀；该胶衣树脂中苯乙烯含量在28-32%，适用于喷涂；

所述不饱和聚酯树脂是由有机多元醇、饱和或不饱和多元酸或酸酐经酯化反应，缩聚形成的聚合物溶于含有阻聚剂的苯乙烯制得；所述的不饱和聚酯树脂粘度为800-1000cP，固体含量为68-72%，用量为总配方的65-80%；该不饱和聚酯树脂配方中多元醇与多元酸的摩尔比为1.1-1.2:1；不饱和多元酸与饱和多元酸的摩尔比为1.5-2:1。

2.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的触变剂为气相法二氧化硅和沉淀法二氧化硅，用量分别为总配方的1.5-3%和2-5%。

3.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的填料为氢氧化铝、碳酸钙、白云石粉的一种或多种，用量为总配方的10-20%。

4.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，苯乙烯用量为总配方的5-15%。

5.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的苯乙烯挥发抑制剂为德国毕克公司的S740和S750中的一种或两种，用量为总配方的0.2-0.5%。

6.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的有机多元醇包括乙二醇，二乙二醇，丙二醇，二丙二醇，甲基丙二醇，新戊二醇中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的饱和或不饱和多元酸或酸酐包括马来酸酐，富马酸，邻苯二甲酸酐，间苯二甲酸，对苯二甲酸，己二酸的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂，其特征是，所述的阻聚剂包括氢醌，甲基氢醌，对苯醌，特丁基邻苯二酚，二叔丁基甲酚，环烷酸铜及其衍生物的一种或多种。

9.一种制备权利要求1所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯胶衣树脂的方法，其特征是，该方法包含以下合成工艺步骤：

向反应釜中加入多元醇、饱和多元酸或酸酐，通入氮气保护，搅拌升温至出水，控制馏头温度95～105℃和反应温度190～210℃反应，至酸值5-20 mg KOH/g后降温至150℃，向反应釜中加入不饱和多元酸或酸酐，搅拌升温，控制馏头温度95～105℃和反应温度200～220℃反应，至酸值20-40 mg KOH/g后降温至190℃，向反应釜中加入阻聚剂，搅拌降温至150℃，倒入苯乙烯和阻聚剂的溶液中稀释，保持稀释温度为60～80℃，稀释完毕降至室温后密闭保存。