CN109485809A - 一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂及其制备方法，通过选择离子液体催化固化剂用于固化季戊四醇丙烯醛树脂，固化后产品成型性能好，外观满足要求；采用真空条件对季戊四醇丙烯醛树脂进行预处理，去除其中的低分子物，可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，可确保固化后的产物成型性能好，填充好，无气孔等缺陷，从而可提高固化后产物的密度。本发明通过采用特定的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，避免了使用毒性较大的催化固化剂，并且固化后的产物成型性能好、长储性能好，可适应高低温环境的冲击。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂及其制备方法。
背景技术
季戊四醇丙烯醛树脂是由季戊四醇与丙烯醛在催化剂作用下以不同的比例结合生成的预聚体混合物，包括一丙烯醛季戊四醇、二丙烯醛季戊四醇等。该体系含多羟基和烯基活性官能团，在有酸催化剂存在下加热或与多羟基化合物反应可固化为一种高度透明，具有良好力学性质、抗热性和电性能的硬质塑料，广泛用作表面涂料、胶黏剂、装饰品、电器灌封胶及模塑制品等。另外，季戊四醇丙烯醛树脂作为基体，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。
目前，季戊四醇丙烯醛树脂的固化反应可采用硫酸二乙酯、对甲苯磺酸、硫酸乙酯等作为固化剂，其中最常用的是硫酸二乙酯。然而，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固化剂用于季戊四醇丙烯醛树脂的固化成型。离子液体是一类由阳离子和阴离子组成在室温下通常呈液态的盐类化合物。该类化合物由于其不挥发、不易燃、无毒害的优势，被认为是新一代“绿色”溶剂。然而目前采用离子液体来催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的方法报道较少。2015年，蔡贾林等人在发明专利CN105038656A中报道了PBX用室温固化粘接体系及其制备方法，其中使用的离子液体催化剂为1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐；然而在实际应用中，该方法制备的固化产物的长储性能较差，易吸潮。
发明内容
为避免使用毒性较大催化固化剂且获得长储性能优异的产品，本发明提供一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其特征在于：由按重量份数计的以下组分制备而成：季戊四醇丙烯醛树脂：80～99份、催化固化剂：1～20份。
作为进一步优化，所述的季戊四醇丙烯醛树脂为季戊四醇与丙烯醛在酸催化作用下聚合生成的预聚体，其分子量为300～500。
作为进一步优化，所述的催化固化剂为离子液体，具体结构如下图所示：
本发明另一方面还提供上述的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)季戊四醇丙烯醛树脂的预处理：首先将树脂置于40℃～50℃烘箱中加热4h～8h，之后使用75μm筛网过滤以除去大颗粒聚集物，然后将过滤后的树脂在真空条件下处理30min 以上，真空度≤-0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除树脂中的低分子物，备用；
(2)配料：按比例称取所述的预处理后的季戊四醇丙烯醛树脂、催化固化剂，搅拌均匀后倒入模具中；
(4)真空处理：将上述装有树脂体系的模具置于真空条件下处理，时间30min以上，真空度≤-0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除搅拌带入树脂体系的空气及低分子物；
(5)固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中加热，50℃～75℃，加热0.1h～8h，树脂交联固化成型，即得本发明的产物。
本发明的有益效果在于：
本发明通过选择离子液体催化固化剂用于固化季戊四醇丙烯醛树脂，固化后产品成型性能好，外观满足要求；采用真空条件对季戊四醇丙烯醛树脂进行预处理，去除其中的低分子物，可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，可确保固化后的产物成型性能好，填充好，无气孔等缺陷，从而可提高固化后产物的密度。
与现有技术相比，本发明通过采用特定的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，避免了使用毒性较大的催化固化剂，并且固化后的产物成型性能好、长储性能好，可适应高低温环境的冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为不同条件下本发明的树脂体系黏度随时间变化曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其配方组成为：季戊四醇丙烯醛树脂：98 份、离子液体催化固化剂(1-磺酸丁基-3-甲基对甲苯磺酸盐)：2份。
所述的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法主要包括以下步骤：
(1)季戊四醇丙烯醛树脂的预处理：首先将树脂置于50℃烘箱中加热4h，之后使用75μm 筛网过滤以除去大颗粒聚集物，然后将过滤后的树脂在真空条件下处理30min，真空度≤-0.090Mpa，温度为55℃，以去除树脂中的低分子物，备用；
(2)配料：按比例称取所述的预处理后的季戊四醇丙烯醛树脂、催化固化剂，搅拌均匀后倒入模具中；
(4)真空处理：将上述装有树脂体系的模具置于真空条件下处理，时间40min，真空度≤-0.090Mpa，温度为55℃，以去除搅拌带入树脂体系的空气及低分子物；
(5)固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中加热，55℃，加热3h，树脂交联固化成型。
所得固化产物的各项指标如下：
(1)物料黏度变化如图1，初始黏度为42917mp·s，固化10min、35min、55min、85min时，体系黏度分别为36071mp·s、66000mp·s、114000mp·s、258000mp·s；
(2)适用期为30min左右；
(3)胶片成型性能好，无气孔、裂纹等缺陷；
(4)胶片经过-40～70℃的温度突变冲击，外观无裂纹、掉块等缺陷出现；
(5)胶片在室温下放置2个月，外观尺寸无变化，不吸潮。
实施例2
一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其配方组成为：季戊四醇丙烯醛树脂：95 份、离子液体催化固化剂(1-磺酸丁基-3-甲基对甲苯磺酸盐)：5份。
所述的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法前面几个步骤同实施例1，固化是将真空处理后的样品放入恒温箱中加热，50℃，加热2h，树脂交联固化成型。
所得固化产物的各项指标如下：
(1)物料黏度变化如图1，初始黏度为63333mp·s，固化10min、20min、30min、40min、 50min时，体系黏度分别为73000mp·s、97400mp·s、129000mp·s、169000mp·s、236000mp·s；
(2)适用期为20min左右；
(3)胶片成型性能好，无气孔、裂纹等缺陷；
(4)胶片经过-40～70℃的温度突变冲击，外观无裂纹、掉块等缺陷出现；
(5)胶片在室温下放置2个月，外观尺寸无变化，不吸潮。
实施例3
一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其配方组成为：季戊四醇丙烯醛树脂：95 份、离子液体催化固化剂(1-磺酸丁基-3-甲基对甲苯磺酸盐)：5份。
所述的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法前面几个步骤同实施例1，固化是将真空处理后的样品放入恒温箱中加热，60℃，加热1h，树脂交联固化成型。
所得固化产物的各项指标如下：
(1)物料黏度变化如图1，初始黏度为32600mp·s，固化10min、20min、30min时，体系黏度分别为42000mp·s、86667mp·s、170000mp·s；
(2)适用期为10min左右；
(3)胶片成型性能好，无气孔、裂纹等缺陷；
(4)胶片经过-40～70℃的温度突变冲击，外观无裂纹、掉块等缺陷出现；
(5)胶片在室温下放置2个月，外观尺寸无变化，不吸潮。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (4)
1.一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其特征在于：由按重量份数计的以下组分制备而成：季戊四醇丙烯醛树脂：80～99份、催化固化剂：1～20份。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其特征在于，所述的季戊四醇丙烯醛树脂为季戊四醇与丙烯醛在酸催化作用下聚合生成的预聚体，其分子量为300～500。
3.根据权利要求1所述的一种离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂，其特征在于，
所述的催化固化剂为离子液体，具体结构如下图所示：
R＝*CnH2n-1；
4.据权利要求1-3任一项所述的离子液体催化固化季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)季戊四醇丙烯醛树脂的预处理：首先将树脂置于40℃～50℃烘箱中加热4h～8h，之后使用75μm筛网过滤以除去大颗粒聚集物，然后将过滤后的树脂在真空条件下处理30min以上，真空度≤-0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除树脂中的低分子物，备用；
(2)配料：按比例称取所述的预处理后的季戊四醇丙烯醛树脂、催化固化剂，搅拌均匀后倒入模具中；
(4)真空处理：将上述装有树脂体系的模具置于真空条件下处理，时间30min以上，真空度≤-0.090Mpa，温度为50℃～60℃，以去除搅拌带入树脂体系的空气及低分子物；
(5)固化：将真空处理后的样品放入恒温箱中加热，50℃～75℃，加热0.1h～8h，树脂交联固化成型。
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