CN109485798A - 一种导电不饱和聚酯树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种导电不饱和聚酯树脂，包括不饱和聚酯树脂50‑100份、引发剂0.5‑2份、填料10‑30份、稀释剂30‑50份、导电添加剂1‑10份，其中，所述导电添加剂为银包铜粉。本发明在体系中直接加入导电添加剂银包铜粉，将其分散均匀，克服了直接加入其他导电填料成本较高的缺点，通过加入一些填料，还可以加强该不饱和聚酯树脂的机械强度，能够满足工业生产需求，本发明制备的导电不饱和聚酯树脂具有力学性能优异，抗静电效果好，制备工艺简单，易于成型的特点，可广泛应用于汽车、风电、高铁、游艇、建筑、造船、化工设备、电子电器等领域。

Description

一种导电不饱和聚酯树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种导电不饱和聚酯树脂及其制备方法。
背景技术
不饱和聚酯树脂，由二元醇与不饱和二元酸酐或者不饱和二元羧酸，饱和二元酸酐或饱和二元羧酸熔融缩聚而成的线型预聚物，在加热、光照、辐射以及引发剂作用下与乙烯基单体共聚，交联固化为网络结构的热固性树脂。不饱和聚酯树脂由于优异的成型性和良好的综合使用性能长期受到人们的关注，广泛用于建筑、船舶、汽车、电子电器等领域，是复合材料领域用量最大的一类树脂。
不饱和聚酯树脂具有较好的电绝缘性能，但也会带来静电富集，造成静电危害，因此需要消除静电的累积效应。直接向不饱和聚酯树脂中添加导电填料，如粉末导电填料，可消除这种影响，使得不饱和聚酯树脂具有导电效果。
目前常用制备导电不饱和聚酯树脂的方法为加入导电炭黑或者银粉、铜粉等导电填料。导电炭黑的缺点在于导电性较差，添加量加大影响了不饱和聚酯树脂的使用性能；银粉存在价格较高，而铜粉虽然具有较好的导电性但易被氧化难以大规模生产。因此，通过添加银包铜粉的方法，在降低成本的同时又能实现不饱和聚酯树脂较好的导电效果。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，解决不饱和聚酯树脂模塑料低收缩技术领域存在的问题，提供一种导电不饱和聚酯树脂及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案是：一种导电不饱和聚酯树脂，包括不饱和聚酯树脂50-100份、引发剂0.5-2份、填料10-30份、稀释剂30-50份、导电添加剂1-10份，其中，所述导电添加剂为银包铜粉，具体制备方法为：A、将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比7:1-3:1的比例放入蒸馏瓶中回流8-11h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥16-24h；B、将上述改性后的铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；C、然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；D、将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于60-80℃恒温槽静置4-6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
进一步优化，所述的不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型、双酚A型和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或多种混合物。
进一步优化，所述的引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、月桂基过氧化物中的一种或多种混合物。
进一步优化，所述的填料为碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种混合物。
进一步优化，所述的稀释剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯中的一种或多种混合物。
一种导电不饱和聚酯树脂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、按照质量份数向分散机中加入不饱和聚酯树脂50-100份和稀释剂30-50份，高速分散0.5-1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂1-10份，通入惰性保护气体，加热温度至10℃-50℃下搅拌混合20-40min，得到树脂混合液；
步骤二、向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入引发剂0.5-2份，填料10-30份，继续搅拌1-2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
进一步优化，所述步骤一中分散机的分散速度为800-1200 rpm。
进一步优化，所述步骤二中填料的处理方法为：将填料超声震荡后加入浓硝酸中加热至回流4-5h，冷却后过滤干燥。
进一步优化，所述浓硝酸的浓度为50-70％。
本发明的有益效果为：
一、将铜粉与硅烷偶联剂乙醇回流处理，有效的将有机物与无机物连在一起，偶联剂本身不仅起到中阶层的作用，而且因其本身含有长的柔软键段，易形成柔性的有利于应力松弛的界面层，从而提高吸收和分散冲击能量，处理改性后的铜粉对不饱和树脂的导电性和力学性能均起到良好的改善作用；
二、不饱和聚酯树脂粘度较大，将稀释剂加入进行稀释后再添加导电添加剂，有效防止混合不均匀，填料未过早加入的目的是防止过早加入导致大量填料的团聚、分散不均匀，降低不饱和聚酯树脂的导电性能；
综上所述，本发明在体系中直接加入导电添加剂银包铜粉，将其分散均匀，克服了直接加入其他导电填料成本较高的缺点，制品的力学性能优异，抗静电效果好，制备工艺简单，易于成型。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的以及有益效果易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种导电不饱和聚酯树脂及其制备方法及其制备方法，具体实施方式为：
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：A、将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比3:1-7:1的比例放入蒸馏瓶中回流8-11h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥16-24h；B、将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；C、然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；D、将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于60-80℃恒温槽静置4-6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入不饱和聚酯树脂50-100份和稀释剂30-50份，高速分散0.5-1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂1-10份，通入惰性保护气体，加热温度至10℃-50℃下搅拌混合20-40min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入引发剂0.5-2份，填料10-30份，继续搅拌1-2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例1
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比3:1的比例放入蒸馏瓶中回流8h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥16h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于60℃恒温槽静置4h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入邻苯型不饱和聚酯树脂50份和苯乙烯30份，高速分散0.5h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂8份，通入惰性保护气体，加热温度至20℃下搅拌混合20min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化甲乙酮0.5份，碳纤维10-30份，继续搅拌1h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例2
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比4:1的比例放入蒸馏瓶中回流8-11h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥16-24h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于60-80℃恒温槽静置4-6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入间苯型不饱和聚酯树脂60份和甲基丙烯酸甲酯32份，高速分散0.5h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂10份，通入惰性保护气体，加热温度至30℃下搅拌混合25min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化环己酮0.5份，碳纳米管12份，继续搅拌2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例3
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比4:1的比例放入蒸馏瓶中回流9.5h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥20h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于65℃恒温槽静置5h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入双酚A型不饱和聚酯树脂70份和丙烯酸酯36份，高速分散0.8h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂5份，通入惰性保护气体，加热温度至40℃下搅拌混合30min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化苯甲酸叔丁酯1份，石墨烯15份，继续搅拌2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例4
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比5:1的比例放入蒸馏瓶中回流10h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥21h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于75℃恒温槽静置6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入乙烯基型不饱和聚酯树脂60份和苯乙烯40份，高速分散1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂6份，通入惰性保护气体，加热温度至50℃下搅拌混合35min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化甲乙酮0.9份，碳纤维15份，继续搅拌1h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例5
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比6:1的比例放入蒸馏瓶中回流10h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥24h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于80℃恒温槽静置6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入邻苯型不饱和聚酯树脂80份和甲基丙烯酸甲酯40份，高速分散1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂8份，通入惰性保护气体，加热温度至20℃下搅拌混合35min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化环己酮1.4份，碳纳米管15份，继续搅拌1h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
实施例6
导电添加剂为银包铜粉，银包铜粉的制备方法为：将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比7:1的比例放入蒸馏瓶中回流11h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥24h；将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于80℃恒温槽静置6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到银包铜粉。
导电不饱和聚酯树脂的制备方法为：按照质量份数向分散机中加入乙烯基型不饱和聚酯树脂75份和丙烯酸酯45份，高速分散1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂10份，通入惰性保护气体，加热温度至30℃下搅拌混合40min，得到树脂混合液；向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入过氧化环己酮1.2份，石墨烯18份，继续搅拌2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
还需要说明的是，在本文中，诸如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

Claims (9)

1.一种导电不饱和聚酯树脂，其特征在于，包括不饱和聚酯树脂50-100份、引发剂0.5-2份、填料10-30份、稀释剂30-50份、导电添加剂1-10份，其中，所述导电添加剂为银包铜粉，具体制备方法为：A、将铜粉和硅烷偶联剂乙醇溶液按照质量比3:1-7:1的比例放入蒸馏瓶中回流8-11h，冷却至室温后过滤，放入真空干燥箱内干燥16-24h；B、将铜粉加入稀硫酸中去除表面氧化物后水洗至PH为中性，然后将处理过的铜粉加入水中，并依次加入聚乙烯吡咯烷酮和氨水形成镀液；C、然后将硝酸银溶于水中，加入氨水，同时取柠檬酸钠溶于水中；D、将上述两种溶液同时以恒定速度加入镀液后，并将混合液过滤、乙醇洗涤，加入去离子水并置于60-80℃恒温槽静置4-6h，抽滤后放入干燥箱中烘干即可得到导电添加剂。
2.如权利要求1所述一种导电不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型、双酚A型和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或多种混合物。
3.如权利要求1所述一种导电不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、月桂基过氧化物中的一种或多种混合物。
4.如权利要求1所述一种导电不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的填料为碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种混合物。
5.如权利要求1所述一种导电不饱和聚酯树脂，其特征在于，所述的稀释剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯中的一种或多种混合物。
6.一种导电不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、按照质量份数向分散机中加入不饱和聚酯树脂50-100份和稀释剂30-50份，高速分散0.5-1h，取出后放入反应器中，向反应器内加入导电添加剂1-10份，通入惰性保护气体，加热温度至10℃-50℃下搅拌混合20-40min，得到树脂混合液；
步骤二、向上述树脂混合液中按照重量份数依次加入引发剂0.5-2份，填料10-30份，继续搅拌1-2h，进行真空脱泡处理，得到导电不饱和聚酯树脂。
7.如权利要求6所述一种导电不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中分散机的分散速度为800-1200 rpm。
8.如权利要求6所述一种导电不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中填料的处理方法为：将填料超声震荡后加入浓硝酸中加热至回流4-5h，冷却后过滤干燥。
9.如权利要求8所述一种导电不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述浓硝酸的浓度为50-70％。
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