CN103570930A

CN103570930A - 耐热性不饱和聚酯制备方法及应用

Info

Publication number: CN103570930A
Application number: CN201210284455.1A
Authority: CN
Inventors: 米普科; 田炳樟; 许胜�; 陈建; 李增民
Original assignee: SHANGHAI JILANG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JILANG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了一种耐热性不饱和聚酯制备方法及应用。该耐热性不饱和聚酯的制备方法特点在于将3，6-内次甲基-1，2，3，6-四氢化邻苯二甲酸酐与不饱和二元酸酐、二元醇进行缩聚反应得到不饱和聚酯；然后，以二苯甲烷双马来亚酰胺对不饱和聚酯进行改性，制得不饱和聚酯。本发明所得不饱和聚酯具有更高的耐热性，因此可应用于无溶剂浸渍漆的生产，根据配方加入适量的阻聚剂、活性稀释剂和引发剂，可得耐热等级达H级的无溶剂浸渍漆。

Description

耐热性不饱和聚酯制备方法及应用

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，涉及一种耐热性不饱和聚酯的制备方法。

背景技术

不饱和聚酯一般是由不饱和二元酸或者饱和二元酸和不饱二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。其具有优良的抗拉强度和冲击韧性，相对密度小，热及电绝缘性能好，还有良好的透光、耐候、耐酸和隔音等特性，价格又比环氧树脂玻璃钢便宜得多，因此广泛用于制造雷达天线罩，飞机零部件，汽车外壳，透明瓦楞板等建筑材料，卫生盥洗器皿以及化工设备和管道等以及无溶剂浸渍漆的制备。

相比其它无溶剂漆，不饱和聚酯绝缘漆性能优越，起始粘度低，固化速度快，综合性能好，材料来源丰富，性价比高，成为无溶剂浸渍漆的主要发展方向。如CN1796476涉及一种双组份无溶剂不饱和聚酯绝缘漆，其特征在于，它由以下重量配比的原料制成：不饱和聚酯组合物97～99％，过氧化物引发剂1～3.2％，不饱和聚酯组合物由气干性不饱和聚酯，活性稀释剂，阻聚剂组成；制得的无溶剂不饱和聚酯绝缘漆起始粘度小、固化速度快、贮存稳定性好。CN101768404A公开一种浸渍绝缘漆及其制备方法，发明包括不饱和聚酯50～65份、润湿分散剂2～5份、硅微粉20～35份、氮化铝2～10份、稀释剂10～30份、流平剂0.1～2份、消泡剂0.1～3份、过氧化物0.5～2.5份；可广泛应用于浸渍绝缘漆领域。

然而，通用型不饱和聚酯的热变形温度较低，无法满足制备高耐热等级无溶剂浸渍漆的需要，因此，开发耐热性不饱和聚酯具有很大的市场前景。

发明内容

本发明提供了一种耐热性不饱和聚酯的制备方法，并将其应用于无溶剂绝缘漆的生产。本发明通过使用工业级的环戊二烯与顺丁烯二酸酐发生加成反应，得到具有桥环结构的饱和二酸酸酐，然后再与不饱和二元酸酐、二元醇进行缩聚反应制备不饱和聚酯，再用二苯甲烷双马来亚酰胺进行改性得到耐热性更高的不饱和聚酯。

一种耐热性不饱和聚酯的制备方法，依次包含以下步骤：

a、在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入顺丁烯二酸酐、乙酸乙酯和石油醚，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，室温下滴加环戊二烯反应，以5ml/min的速度滴加完毕，随之有白色沉淀生成，反应至无白色沉淀生成，对白色沉淀进行重结晶得到内亚甲基四氢苯酐白色晶体。

b、在二元醇与二元酸酐的摩尔比为(1～1.1)∶1，反应温度为160～200℃条件下，将内亚甲基四氢苯酐与不饱和二元酸酐、二元醇进行缩聚反应，反应过程中不断蒸馏出水，当反应物酸值降至50mgKOH/g时进行减压蒸馏，除去水和未反应完的有机小分子，使反应物酸值达到30mgKOH/g以下。

c、加入反应物总量1～10wt％的二苯甲烷双马来亚酰胺继续反应，直至得到红棕色透明溶液。

所述的不饱和二元酸酐为顺丁烯二酸酐、富马酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐；过程b所述的二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、一缩二乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、二甘醇、聚乙二醇。

过程a所述的不饱和二元酸酐与环戊二烯的摩尔比为1.7∶(1.8～2.2)；过程b所述的不饱和二元酸与二元醇的摩尔比为1∶(0.95～1.1)；过程c所述的二苯甲烷双马来亚酰胺加入量为反应物总量的0.5～5.5wt％。

上述耐热性不饱和聚酯可应用于无溶剂浸渍漆生产，浸渍漆生产过程如下：将对苯二酚或叔丁基对苯二酚阻聚剂加入耐热性不饱和聚酯中，阻聚剂量为反应物总量的0.01～0.1wt％；在60～90℃加入反应物总量60～80wt％的活性稀释.剂和反应物总量0.5～3.5wt％的引发剂，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，充分搅拌后，即得含有耐热性不饱和聚酯的无溶剂浸渍漆。

所述的活性稀释剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯，加入量为树脂总量的60～80wt％。引发剂为叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯，加入量为树脂总量的0.5～3.5wt％。

本发明所制得的不饱和聚酯树脂颜色为浅红棕色，具有优异的耐热性能，热变形温度大于110℃，配制得到的无溶剂漆的耐热等级可达H级。

具体实例

实施例1

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，1.8mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗以5ml/min的速度滴加上述量的环戊二烯；反应完成后有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.62mol乙二醇、0.3mol顺丁烯二酸酐、0.15mol邻苯二甲酸酐、0.15mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g时，加入5g改性剂二苯甲烷双马来亚酰胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入甲基丙烯酸甲酯70g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

实施例2

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，1.9mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗以5ml/min的速度滴加上述量的环戊二烯，反应结束后有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.64mol乙二醇、0.3mol顺丁烯二酸酐、0.2mol邻苯二甲酸酐、0.1mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g时，加入7g改性剂双买来酰亚胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入甲基丙烯酸甲酯80g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

实施例3

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，2.0mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗滴加上述量的环戊二烯，以5ml/min的速度滴加完毕。有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.66mol乙二醇、0.4mol顺丁烯二酸酐、0.1mol邻苯二甲酸酐、0.1mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g时，加入9g改性剂双买来酰亚胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入甲基丙烯酸甲酯90g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

实施例4

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，2.1mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗滴加上述量的环戊二烯，以5ml/min的速度滴加完毕。有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.62mol1，2-丙二醇、0.4mol顺丁烯二酸酐、0.1mol邻苯二甲酸酐、0.1mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g.时，加入6g改性剂双买来酰亚胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入苯乙烯70g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

实施例5

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，2.2mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗滴加上述量的环戊二烯，以5ml/min的速度滴加完毕。有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.64mo11，2-丙二醇、0.3mol顺丁烯二酸酐、0.15mol邻苯二甲酸酐、0.15mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g时，加入7g改性剂双买来酰亚胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入苯乙烯80g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

实施例6

在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入1.7mol顺丁烯二酸酐，2.1mol环戊二烯，乙酸乙酯和石油醚各125ml，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，通过恒压滴液漏斗滴加上述量的环戊二烯，以5ml/min的速度滴加完毕。有白色沉淀产生，重结晶后干燥5h，得到白色晶体内亚甲基四氢苯酐。向带有氮气保护、搅拌器、温度计、回流冷凝管的250ml四口烧瓶中加入0.66mol1，2-丙二醇、0.3mol顺丁烯二酸酐、0.2mol邻苯二甲酸酐、0.1mol内亚甲基四氢苯酐，半小时内升温至160℃，使原料完全熔融，回流反应1h后，将冷凝回流装置改为蒸馏装置。升温至175℃，同时控制支管口温度≤105℃，反应1h后升温至190℃，持续反应4h后，当酸值≤50mgKOH/g时接通真空泵减压蒸馏半小时，当酸值≤30mgKOH/g时，加入8g改性剂双买来酰亚胺，保温反应1h后，停止加热降温至110℃左右时加入0.02g对苯二酚，降至90℃左右时加入苯乙烯90g，待彻底冷却后加入2g过氧化二异丙苯，以及润湿分散剂、填料、流平剂和消泡剂等，最终得到红棕色透明溶液即为耐热性不饱和聚酯树脂无溶剂漆。

Claims

1.一种耐热性不饱和聚酯制备方法，该方法特征在于，将3，6-内次甲基-1，2，3，6-四氢化邻苯二甲酸酐与不饱和二元酸酐、二元醇进行缩聚反应得到不饱和聚酯；然后，以二苯甲烷双马来亚酰胺对不饱和聚酯进行改性，制得不饱和聚酯。耐热性不饱和聚酯制备方法包括以下步骤：

a、在接有回流冷凝管的三口烧瓶中加入顺丁烯二酸酐、乙酸乙酯和石油醚，开启搅拌使顺丁烯二酸酐完全溶解，室温下滴加环戊二烯反应，以5ml/min的速度滴加完毕，随之有白色沉淀生成，反应至无白色沉淀生成，对白色沉淀进行重结晶得到3，6-内次甲基-1，2，3，6-四氢化邻苯二甲酸酐(简称内亚甲基四氢苯酐)白色晶体。

2.根据权利要求1所述的一种耐热性不饱和聚酯的制备方法，其特征在于过程1所述的不饱和二元酸酐为顺丁烯二酸酐、富马酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐；过程2所述的二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、一缩二乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、二甘醇、聚乙二醇。

3.根据权利要求1所述的一种耐热性不饱和聚酯的制备方法，其特征在于过程1所述的不饱和二元酸酐与环戊二烯的摩尔比为1.7∶(1.8～2.2)；过程2所述的不饱和二元酸与二元醇的摩尔比为1∶(0.95～1.1)；过程3所述的二苯甲烷双马来亚酰胺加入量为反应物总量的0.5～5.5wt％。

4.耐热性不饱和聚酯在无溶剂浸渍漆生产中的应用，其特征在于，将耐热性不饱和聚酯在100～110℃，加入对苯二酚或叔丁基对苯二酚阻聚剂，阻聚剂量为反应物总量的0.01～0.1wt％；降温至60～90℃，加入反应物总量60～80wt％的活性稀释剂和反应物总量1～5wt％的引发剂，充分搅拌后，即得含有耐热性不饱和聚酯的无溶剂浸渍漆。

5.根据权利要求4所述的一种耐热性不饱和聚酯的应用，其特征在于所述的活性稀释剂为苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯，引发剂为叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯。