CN107603159B - 一种阻燃型复配乙烯基醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂的制备方法，包含乙烯基树脂、醇酸不饱和树脂、三氧化二锑、分散剂份、活性稀释剂、白炭黑、阻聚剂、促进剂、固化指示剂份和低挥发抑制剂，首先把乙烯基树脂，醇酸不饱和树脂以及活性稀释剂混合，加入白炭黑，剧烈搅拌二十分钟，使白炭黑均匀分散在体系中；然后依次分别加入当量的分散剂，阻聚剂，低挥发抑制剂，固化指示剂和促进剂，每加入一个原料都充分搅拌后再加入另外一个原料，混合均匀，包装后低温储存,即得阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。本发明能够提供一种市场适应性强、性价比高、有害气体挥发少、同时具有较高的操作性一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂及其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种阻燃型复配乙烯基醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
不饱和聚酯树脂(UPR，Unsaturated Polyester Resin)为二元醇与不饱和二元酸在高温下缩聚而成，其线性聚合链含有可聚合双键,在引发剂作用下与各中含双键的单体例如苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯等共聚,形成三维立体结构，属于热固型塑料；具有性能良好、固化方便和价格便宜等优点；广泛应用于建筑、造船、汽车工业、化工设备、轻工业产品以及体育用品等领域。但这类塑料是碳氢化合物,具有可燃性,研究不饱和聚酯树脂的阻燃性能,开发具有阻燃性能的不饱和聚酯树脂品种,扩大其在国民经济各领域中的应用,具有重要的意义。
目前主要有两大类具有阻燃性能的不饱和树脂:一类是添加型阻燃不饱和树脂，即将阻燃剂添加到不饱和树脂本体中,制成具有阻燃性能的不饱和树脂,使用的阻燃剂多为无机粉体例如氢氧化铝，氢氧化镁,或者有机类的多聚磷酸铵等，也有一些液态阻燃剂例如三乙基磷酸酯等；该类产品具有阻燃性能,且生产工艺简单,但由于加入的阻燃剂是一种填料，不参与聚合反应,因此降低了固化后制品的力学性能(如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量等),同时提高了固化前树脂的黏度,给产品的成型带来了困难；一类是反应型阻燃不饱和聚酯树脂，即用含有阻燃元素(如卤素、磷、硅等)的单体或阻燃剂作反应物,参加缩合反应或聚合反应,制备阻燃型不饱和聚酯树；该产品具有良好的阻燃性能,力学性能,黏度适中,有利于产品的成型,但生产工艺较复杂,产品成本也较高，目前工业化的主要是含卤素为主的不饱和树脂。
添加型不饱和树脂的阻燃性是由添加的阻燃剂来提供，因此阻燃剂的添加量和树脂的阻燃能力是正相关的，而和树脂制品的力学性能，粘度等液体指标是负相关，因此阻燃剂的添加是受限的，就造成此类树脂制品的阻燃系数相对偏低。如果不添加含卤素阻燃剂，例如十溴联苯醚等，而仅使用铝系，镁系，磷系等阻燃剂，可以制备出无卤阻燃树脂，该类树脂毒性低，阻燃性，力学性能等虽然都不高，但满足交通运输，游乐，体育等领域人员密集接触设备设施的基本要求，虽然价格偏高，仍有应用。反应型树脂大多采用了含卤素的原料，自身具有阻燃性能，生产时使用的卤素原料比例高低决定了树脂的阻燃性能，该类树脂在力学性能，施工性等各方面都优于添加型的树脂。但这类树脂都有较高的烟毒性等，因此限制了它们的应用范围，而且卤素原料现对价格比较高，面对多变的市场需求，难以做到成本，阻燃性，力学性能等综合的平衡。
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市场适应性强、性价比高、有害气体挥发少、同时具有较高的操作性一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，按质量份数，其原料配方如下：乙烯基树脂60-90份、醇酸不饱和树脂10-40份、三氧化二锑0-5份、分散剂0.1-0.5份、活性稀释剂0-5份、白炭黑0.1-0.3份、阻聚剂0.01-0.05份、促进剂0.1-1.5份、固化指示剂0.01-0.03份和低挥发抑制剂0.5-2份，所述乙烯基树脂，醇酸不饱和树脂的总质量份数之和为100份，其他原料的质量份数是和它们份数和之比相对值。
所述的乙烯基树脂是阻燃性环氧乙烯基树脂，其线性聚合链中含有溴，且在25摄氏度下，其本征粘度在300-1000CPS，酸值在8-12。
所述醇酸不饱和树脂为邻苯树脂，邻苯树脂采用191树脂或196树脂中的一种或两种组合的混合物。
所述活性稀释剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯其中的一种或者不同比例的混合物。
所述分散剂为水-油双亲化合物。
所述阻聚剂为自由基聚合阻聚剂，自由基聚合阻聚剂采用对苯二酚、对苯醌、特丁基对苯二酚或三硝基苯酚中的一种或两种的组合物；
所述促进剂为金属钴的配合物，具体采用的是环烷酸钴；
所述白炭黑采用的是瓦克气相二氧化硅N20；
所述的固化指示剂是一种蓝色的活性物质。
一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂的制备方法，具体包括如下：首先把乙烯基树脂，醇酸不饱和树脂以及活性稀释剂混合，加入白炭黑，剧烈搅拌20分钟，使白炭黑均匀分散在体系中；然后依次分别加入当量的分散剂，阻聚剂，低挥发抑制剂，固化指示剂和促进剂，每加入一个原料都充分搅拌后再加入另外一个原料，混合均匀，包装后低温储存,即得阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。
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：
(1)本技术方案的产品不仅具有较高的阻燃性，而且性价比，灵活性高，更适应多变的市场需求；
(2)本技术方案得到的产品还具有均一性、稳定性高的优点；本技术方案还通过采用加入低挥发抑制剂能有效控制小分子的挥发，使产品更加环保，减少有害气体的挥发；
(3)本技术方案还通过设置固化指示剂，这样就可以通过颜色的变化能指示出施工过程的阶段进程，有效的防止误操作，具有更好的施工性；
(4)本技术方案低挥发抑制剂采用的是自制高沸点溶液，常温下可以均有分散在树脂里，在树脂固化时从浮出，积聚在制件表面，从而阻挡其他小分子的挥发。
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：
阻燃型环氧乙烯基树脂90份
191树脂10份
三氧化二锑0份
分散剂0.1份
苯乙烯0份
瓦克气相二氧化硅N20 0.2份
对苯二酚0.01份
环烷酸钴0.1份
固化指示剂0.01份
低挥发抑制剂0.6份
准确称量上述原料，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，首先投入阻燃型环氧乙烯基树脂，191树脂然后在搅拌下缓慢加入瓦克气相二氧化硅N20，加入完毕后继续缓慢搅拌直至所有的瓦克气相二氧化硅N20都完全浸润在树脂里，然后剧烈搅拌20分钟，使其完全均匀分散在树脂体系里；然后依次投入投入分散剂，对苯二酚溶液，固化指示剂，低挥发抑制剂，促进剂，每投入一个原料，都搅拌15分钟然后在投入另外一个原料；充分搅拌后，得呈蓝色色的粘稠液体，即为本发明所述的阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。
室温25度下测产品粘度在800CPS；100克本产品加入1.5％的M50固化剂，搅拌后产品蓝色瞬间消失，凝胶时间为22分钟，促变指数为2.2，氧指数为32。
实施例2：
阻燃型环氧乙烯基树脂90份
191树脂10份
三氧化二锑3份
分散剂0.1份
苯乙烯0份
瓦克气相二氧化硅N20 0.2份
对苯二酚0.01份
环烷酸钴0.1份
固化指示剂0.01份
低挥发抑制剂0.6份
准确称量上述原料，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，首先投入阻燃型环氧乙烯基树脂，191树脂然后在搅拌下缓慢加入瓦克气相二氧化硅N20，加入完毕后继续缓慢搅拌直至所有的瓦克气相二氧化硅N20都完全浸润在树脂里，然后剧烈搅拌20分钟，使其完全均匀分散在树脂体系里；然后依次投入投入分散剂，对苯二酚溶液，固化指示剂，低挥发抑制剂，促进剂，三氧化二锑，每投入一个原料，都搅拌15分钟然后在投入另外一个原料；充分搅拌后，得呈蓝色色的粘稠液体，即为本发明所述的阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。
室温25度下测产品粘度在870CPS；100克本产品加入1.5％的M50固化剂，搅拌后产品蓝色瞬间消失，凝胶时间为24分钟，促变指数为2.2，氧指数为51。
实施例3：
阻燃型环氧乙烯基树脂80份
191树脂20份
三氧化二锑0份
分散剂0.1份
苯乙烯3份
瓦克气相二氧化硅N20 0.2份
对苯二酚0.01份
环烷酸钴0.1份
固化指示剂0.01份
低挥发抑制剂0.6份
准确称量上述原料，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，首先投入阻燃型环氧乙烯基树脂，191树脂然后在搅拌下缓慢加入瓦克气相二氧化硅N20，加入完毕后继续缓慢搅拌直至所有的瓦克气相二氧化硅N20都完全浸润在树脂里，然后剧烈搅拌20分钟，使其完全均匀分散在树脂体系里；然后依次投入投入分散剂，对苯二酚溶液，固化指示剂，低挥发抑制剂，促进剂，每投入一个原料，都搅拌15分钟然后在投入另外一个原料；充分搅拌后，得呈蓝色色的粘稠液体，即为本发明所述的阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。
室温25度下测产品粘度在730CPS；100克本产品加入1.5％的M50固化剂，搅拌后产品蓝色瞬间消失，凝胶时间为27分钟，促变指数为2.2，氧指数为29。
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)
1.一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：按质量份数，其原料配方如下：乙烯基树脂60-90份、醇酸不饱和树脂10-40份、三氧化二锑0-5份、分散剂0.1-0.5份、活性稀释剂0-5份、白炭黑0.1-0.3份、阻聚剂0.01-0.05份、促进剂0.1-1.5份、固化指示剂0.01-0.03份和低挥发抑制剂0.5-2份，所述乙烯基树脂，醇酸不饱和树脂的总质量份数之和为100份，其他原料的质量份数是和它们份数和之比相对值；所述的乙烯基树脂是阻燃性环氧乙烯基树脂，其线性聚合链中含有溴，且在25摄氏度下，其本征粘度为300-1000CPS，酸值为8-12；所述醇酸不饱和树脂为邻苯树脂，邻苯树脂采用191树脂或196树脂中的一种或两种组合的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述活性稀释剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯其中的一种或者不同比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述分散剂为水-油双亲化合物。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述阻聚剂为自由基聚合阻聚剂，自由基聚合阻聚剂采用对苯二酚、对苯醌、特丁基对苯二酚或三硝基苯酚中的一种或两种的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述促进剂为金属钴的配合物，具体采用的是环烷酸钴。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述白炭黑采用的是瓦克气相二氧化硅N20。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂，其特征在于：所述固化指示剂是一种蓝色的活性物质。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂的制备方法，其特征在于，具体包括如下：首先把乙烯基树脂，醇酸不饱和树脂以及活性稀释剂混合，加入白炭黑，剧烈搅拌20分钟，使白炭黑均匀分散在体系中；然后依次分别加入当量的分散剂，阻聚剂，低挥发抑制剂，固化指示剂、促进剂和三氧化二锑，每加入一个原料都充分搅拌后再加入另外一个原料，混合均匀，包装后低温储存,即得阻燃型复配乙烯基醇酸不饱和树脂。
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