CN106977875A - 一种低温催化固化醇醛树脂体系及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温催化固化醇醛树脂体系，由按重量份数计的以下组分制备而成：树脂预聚体：90～99份，催化固化剂：1～10份。本发明还提供了上述低温催化固化醇醛树脂体系的制备方法。本发明通过采用一种特定的低毒催化固化剂能够实现低温固化醇醛类树脂，避免了因高温固化再降温过程中的尺寸收缩，并且固化产物具有较强的力学性能。

Description

一种低温催化固化醇醛树脂体系及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种树脂体系及其制备方法，具体涉及一种低温催化固化醇醛树脂体系及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

醇醛树脂是一类由醇类单体与醛类单体缩聚而成的热固性树脂，通常其作为粘结剂，加入固相填料及其它助剂可制备成针对不同用途、性能各异的复合材料。如季戊四醇丙烯醛树脂是由季戊四醇与丙烯醛聚合而成的多组份预聚体混合物，将其作为基体包覆、粘接炸药颗粒可获得具有良好机械强度和服役性能的PBX炸药。

通常季戊四醇丙烯醛树脂的固化反应采用硫酸二乙酯作为催化固化剂，固化过程需要在65℃～75℃下进行，固化完成后自然降温至室温。然而，这一过程中粘结剂体系会产生热应力，导致固化产物尺寸收缩，甚至产生内部缺陷。固化温度越高，产品成型后的收缩越大。另外，硫酸二乙酯具有致癌性，可引起遗传性缺陷，导致中毒。因此有必要开发新型低毒低温固化剂以满足产品固化后的成型尺寸。采用低温固化剂使粘结剂体系在低温甚至室温条件下固化，不仅可降低或避免产品尺寸的收缩，提高力学性能，还可减少能源消耗和环境污染，简化工艺过程。因此低温催化固化粘结剂体系是一项具有普遍意义的新技术。然而，目前对于醇醛类树脂的低温固化方法报道的较少。

发明内容

为避免使用毒性较大催化固化剂，解决现有的醇醛树脂固化温度较高导致的固化后产品尺寸收缩较大的问题，本发明提供低温催化固化醇醛树脂体系的方法。另外，采用本发明获得的固化后的醇醛树脂体系具有较高的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低温催化固化醇醛树脂体系，由按重量份数计的以下组分制备而成：

树脂预聚体：90～99份，催化固化剂：1～10份。

进一步的技术方案是：

所述的树脂预聚体为季戊四醇与丙烯醛在酸催化作用下聚合生成的预聚体，分子量为300～500；

所述的催化固化剂为十二烷基苯磺酸。

本发明还提供了上述低温催化固化醇醛树脂体系的制备方法，主要包括以下步骤：

(1)树脂预聚体的预处理：首先将树脂预聚体在烘箱中预热，温度为40℃～50℃，之后过200目筛网以除去大颗粒聚集物，然后将树脂预聚体在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为50℃～60℃，从而去除其中小分子组分，备用；

(2)催化固化剂除水处理：将催化固化剂在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除其中水分子，备用。

(3)低温催化固化醇醛树脂体系的制备：按比例称取所述的预处理后的树脂预聚体和除水处理后的催化固化剂，搅拌均匀后，在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为40℃～60℃，以去除其中的空气及低分子物；

(4)加热固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中，保持温度室温～60℃，加热3h～48h，树脂交联固化成型。

本发明通过选择低毒的催化固化剂用于固化醇醛树脂体系，固化后产品成型性能好，外观满足要求；

采用真空条件对树脂预聚体和催化固化剂进行预处理，去除其中的小分子物质，提高原材料的有效成分；

采用真空条件处理混合后的树脂体系，可确保固化产物成型性能好，无气孔，另外可提高固化产物的密度。

与现有技术相比，本发明通过采用一种特定的低毒催化固化剂能够实现低温固化醇醛类树脂，避免了因高温固化再降温过程中的尺寸收缩，并且固化产物具有较强的力学性能。

附图说明

图1为实施例1树脂固化产物图。

图2为不同树脂预聚体/十二烷基苯磺酸质量比黏度变化曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合实施例对本发明做详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种低温催化固化醇醛树脂体系，其重量份数配比为：

树脂预聚体：95份，催化固化剂：5份。

所述低温催化固化醇醛树脂体系的制备方法，主要包括以下步骤：

(1)树脂预聚体的预处理：首先将树脂预聚体在烘箱中预热，温度为45℃，之后过200目筛网以除去大颗粒聚集物，然后将树脂预聚体在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为55℃，从而去除其中小分子组分，备用；

(2)催化固化剂除水处理：将催化固化剂在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为55℃，以去除其中水分子，备用。

(3)低温催化固化醇醛树脂体系的制备：按比例称取所述的预处理后的树脂预聚体和除水处理后的催化固化剂，搅拌均匀后倒入模具中，在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为50℃，以去除其中的空气及低分子物；

(4)加热固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中，温度50℃，加热8h，树脂交联固化成型，如图1。

所得固化产物各项指标如下：

(1)物料黏度变化如图2，初始黏度为1965厘泊，固化1h后黏度为5544厘泊，固化2h后黏度为17821厘泊；

(2)力学性能：抗拉强度40.91MPa，拉伸模量8.19Gpa，断裂延伸率1.49％；

实施例2

一种低温催化固化醇醛树脂体系，其重量份数配比为：

树脂预聚体：96份，催化固化剂：4份。

制备方法同实施例1。

所得固化产物各项指标如下：

(1)物料黏度变化如图2，初始黏度为1789厘泊，固化1h、2h、3h、4h后黏度分别为2901厘泊、4708厘泊、8016厘泊、13750厘泊；

(2)力学性能：抗拉强度61.34MPa，拉伸模量6.66Gpa，断裂延伸率2.40％；

实施例3

一种低温催化固化醇醛树脂体系，其重量份数配比为：

树脂预聚体：97份，催化固化剂：3份。

制备方法同实施例1。

所得固化产物各项指标如下：

(1)物料黏度变化如图2，初始黏度为1677厘泊，固化1h、2h、3h、4h、5h、6h后黏度为1826厘泊、2092厘泊、2332厘泊、2609厘泊、2913厘泊、3260厘泊；

(2)力学性能：抗拉强度58.59MPa，拉伸模量4.60Gpa，断裂延伸率1.29％。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种低温催化固化醇醛树脂体系，其特征在于由按重量份数计的以下组分制备而成：

树脂预聚体：90～99份，催化固化剂：1～10份。

2.根据权利要求1所述低温催化固化醇醛树脂体系，其特征在于：

所述的树脂预聚体为季戊四醇与丙烯醛在酸催化作用下聚合生成的预聚体，分子量为300～500。

3.根据权利要求1所述低温催化固化醇醛树脂体系，其特征在于：

所述的催化固化剂为十二烷基苯磺酸。

4.权利要求1至3任一权利要求所述低温催化固化醇醛树脂体系的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)树脂预聚体的预处理：首先将树脂预聚体在烘箱中预热，温度为40℃～50℃，之后过200目筛网以除去大颗粒聚集物，然后将树脂预聚体在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为50℃～60℃，从而去除其中小分子组分，备用；

(2)催化固化剂除水处理：将催化固化剂在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除其中水分子，备用。

(3)低温催化固化醇醛树脂体系的制备：按比例称取所述的预处理后的树脂预聚体和除水处理后的催化固化剂，搅拌均匀后，在真空条件下处理30min以上，真空度≤－0.090Mpa，温度为40℃～60℃，以去除其中的空气及低分子物；

(4)加热固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中，保持温度室温～60℃，加热3h～48h，树脂交联固化成型。