CN107603095A - 一种可常温使用的低收缩剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可常温使用的低收缩剂及其制备方法，按质量组分计，具体包括：聚醋酸乙烯酯30‑50份、聚苯乙烯5‑10份、活性稀释剂40‑65份，上述三个的质量组份之和为100份；还包含有质量百分比为0.5%‑1.5%分散剂、0.01%‑0.1%阻聚剂和促进剂0.1%‑2.0%。在所述的原料中，首先把聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯用活性稀释剂溶解，然后依次分别加入当量的分散剂，阻聚剂和促进剂，充分搅拌，混合均匀，包装后低温储存。本发明可以在常温下起到良好的收缩抑制作用，和不饱和树脂互溶性好，可以以任意比例混溶而不出现相分离，操作简单，方便，使用领域广。

Description

一种可常温使用的低收缩剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种可常温使用的低收缩剂及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂（UPR，Unsaturated Polyester Resin）具有性能良好、固化方便和价格便宜等优点，是迄今复合材料制品生产中应用最为广泛的树脂基体，但UPR 在树脂在聚合时，树脂单元会紧密堆积，集结成核，这会导致树脂出现聚合收缩和热收缩的现象，一般树脂浇筑体线性收缩率在1-3%左右，体收缩率在7-10%左右。收缩引起的内应力会导致树脂从表面向内凹陷，此凹陷从聚合物表面至中心逐步传递，释放内应力直至平衡，因此会产生诸如树脂相产生裂纹；表面存在质量缺陷；尺寸失控等问题。尤其是制作模具、板材、聚合物混凝土及整体成型时，容易引起制品收缩变形、翘曲，形状复杂、厚度不均的制品，还会出现脱模困难等，这一缺陷在一定程度上限制了它的应用。

通常通过使用低轮廓添加剂（LPA，Low Profile Additives），即低收缩剂来降低固化过程中制品的收缩。目前应用比较广泛的是以聚苯乙烯（PS）为代表的非极性低收缩添加剂，包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等第一代低收缩添加剂，该低收缩剂在树脂固化前与树脂为两相体系，也就是说和树脂相溶性很差，它们较简单的利用热塑性塑料的受热膨胀性来抑制树脂的固化收缩。以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为代表的第二代低收缩添加剂，此类低收缩添加剂由于其极性增加，和树酯的相溶性有所提高，固化时与树脂的分相结构有所改善。但总的来说，这些低收缩剂都存在和树脂相容性差，着色性差等缺点，而且抗收缩效果一般，并且需要在高温下使用，因此主要应用于SMC，BMC领域。以聚醋酸乙烯酯（PVAG）为代表的低收缩剂，大大改善了与不饱和树脂相容性问题，甚至有的能做到完全混溶，而且低收缩效果优良，但该低收缩剂对制品的机械强度伤害很大。组合型低收缩添加剂包括接枝型的芯壳聚合物、嵌段型的聚醋酸乙烯酯-苯乙烯（PVAc-St）、改性的轻度交联的聚苯乙烯、无机物改性的极性低收缩添加剂等，它们在内着色、低收缩、力学强度等方面都有明显提高，是目前研究的一个重要方向。但目前市面上的低收缩剂，都需要比较高的使用温度，也就是说需要一个热源，这就大大限制了它们的应用。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种使用方便、相溶性好、对收缩抑制效果好、适用温度范围广且制备工艺可靠的可常温使用的低收缩剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种可常温使用的低收缩剂，按质量组分计，具体包括：聚醋酸乙烯酯30-50份、聚苯乙烯5-10份、活性稀释剂40-65份，上述三个的质量组份之和为100份；还包含有质量百分比为0.5%-1.5%分散剂、0.01%-0.1%阻聚剂和促进剂0.1%-2.0%。

所述聚醋酸乙烯酯采用的是粘度为1500-3000cPs且分子量在五万至五十万之间的聚合物溶液。

所述聚苯乙烯采用的是低密度苯乙烯溶液。

所述活性稀释剂采用的是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的其中一种或两者任意比例的混合物。

所述分散剂为水-油双亲化合物。

所述的阻聚剂为自由基聚合阻聚剂，具体为对苯二酚、对苯醌、特丁基对苯二酚、三硝基苯酚的其中一种或两者或两者以上的混合物，优选的为对苯二酚或特丁基对苯二酚的其中一种或两者混合物。

所述的促进剂为金属钴的配合物。

一种可常温使用的低收缩剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：首先在配有机械搅拌的反应釜内，投入活性稀释剂、苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯；

步骤二：然后一边搅拌一边缓慢加入聚醋酸乙烯酯和/或聚苯乙烯，使其溶解充分完毕；

步骤三：再投入分散剂，充分搅拌五分钟以上，之后再加入阻聚剂，充分搅拌十分钟以上，使其混合均匀；

步骤四：最后加入已提前制备好的环烷酸钴溶液或其他金属钴的配合物作为促进剂，待充分搅拌后，得呈粉红色的粘稠液体，即得到可常温使用的低收缩剂。

由于上述技术方案的运用，本发明技术方案带来的有益技术效果：本技术方案得到的产品是以液态形式存在，各种辅剂和助剂都已经添加完毕，使用的时候可以根据基底树脂的不同，按合适的比例直接添加，搅拌混合后就可以直接使用，因此使用操作简单；本技术方案得到的产品与树脂相溶性好，和树脂混合后，长时间放置液不会出现相分离等现象，另外本技术方案的制备方法具有工艺流程简化、原料获取容易、设备使用数量少、生产成本低的有益技术效果；本技术方案得到的产品在室温下就能起到良好的抗收缩效果，不需要额外的热源，适用的温度范围广，具有可常规方便使用，实用性强、对施工条件要求低的有益技术效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明,应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

实施例 1：

原料成分含量为：

聚醋酸乙烯酯35份

聚苯乙烯5份

苯乙烯60份

分散剂 0.5份

对苯二酚0.02份

环烷酸钴0.1份。

准确称量出上述原料，将对苯二酚和环烷酸钴配制成1%浓度的溶液备用。在配有机械搅拌的釜内，首先投入苯乙烯作为活性稀释剂，然后在搅拌下缓慢加入聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯，使其溶解完毕；然后投入分散剂，搅拌10分钟后；加入对苯二酚溶液，搅拌15分钟；加入上述已提前备好的1%浓度溶液，充分搅拌后，得呈粉红色的粘稠液体，即为本发明所述可常温使用的低收缩剂。

在室温25摄氏度环境下，测量出该产品粘度为1800CPS；将100克本产品加入1.5%的M50固化剂，凝胶时间为22分钟。

实施例 2：

原料成分含量为：

聚醋酸乙烯酯40份

聚苯乙烯5份

苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的混合物（调配比为90:10)55份

分散剂 0.6份

对苯二酚0.02份

环烷酸钴0.1份

准确称量出上述原料，将对苯二酚和环烷酸钴配制成1%浓度的溶液备用。在配有机械搅拌的釜内，首先投入调配比例为90:10的苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯作为活性稀释剂，然后边搅拌边缓慢加入聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯，使其溶解完毕；然后投入分散剂，搅拌10分钟后；再加入对苯二酚溶液，搅拌15分钟；加入已准备好的1%浓度的溶液，充分搅拌后，得呈粉红色的粘稠液体，即为本发明所述可常温使用的低收缩剂。

在室温25摄氏度环境下，测量出该产品粘度为2100CPS；100克本产品加入1.5%的M50固化剂，凝胶时间为26分钟。

实施例2与实施例1对比：

和实施例1产品相比，实施例2中得到的产品有比较明显的甲基丙烯酸甲酯的气味。

为证明本发明产品的效果，特做如下实验：

称量200克上述实施例1中制备的低收缩剂，与800克的191树脂混合均匀，可得均匀且略呈粉红色的粘稠液体；另外在25摄氏度得到室温下，对未添加低收缩剂的原始800克的191树脂溶液、以及上述添加过低收缩剂的191树脂混合溶液分别加入1.5%等量的M50固化剂，然后分别倒入两个相同的1米长不锈钢金属槽内，固化24小时。

然后用米尺测量两种树脂的1米线收缩：发现原始的191树脂收缩约2.6厘米，即191树脂1米线收缩率为2.6%；而加了低收缩剂的树脂，只有0.2厘米的收缩，即新树脂的1米线收缩率为0.2%。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：按质量组分计，具体包括：聚醋酸乙烯酯30-50份、聚苯乙烯5-10份、活性稀释剂40-65份，上述三个的质量组份之和为100份；还包含有质量百分比为0.5%-1.5%分散剂、0.01%-0.1%阻聚剂和促进剂0.1%-2.0%。

2.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述聚醋酸乙烯酯采用的是粘度为1500-3000cPs且分子量在五万至五十万之间的聚合物溶液。

3.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述聚苯乙烯采用的是低密度苯乙烯溶液。

4.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述活性稀释剂采用的是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的其中一种或两者任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述分散剂为水-油双亲化合物。

6.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述的阻聚剂为自由基聚合阻聚剂，具体为对苯二酚、对苯醌、特丁基对苯二酚、三硝基苯酚的其中一种或两者或两者以上的混合物，优选的为对苯二酚或特丁基对苯二酚的其中一种或两者混合物。

7.根据权利要求1所述的一种可常温使用的低收缩剂，其特征在于：所述的促进剂为金属钴的配合物。

8.一种可常温使用的低收缩剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：首先在配有机械搅拌的反应釜内，投入活性稀释剂、苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯；

步骤二：然后一边搅拌一边缓慢加入聚醋酸乙烯酯和/或聚苯乙烯，使其溶解充分完毕；

步骤三：再投入分散剂，充分搅拌五分钟以上，之后再加入阻聚剂，充分搅拌十分钟以上，使其混合均匀；

步骤四：最后加入已提前制备好的环烷酸钴溶液或其他金属钴的配合物作为促进剂，待充分搅拌后，得呈粉红色的粘稠液体，即得到可常温使用的低收缩剂。