CN109627398A - 一种可增稠乙烯基酯树脂 - Google Patents

一种可增稠乙烯基酯树脂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可增稠乙烯基酯树脂，包括以下重量份的原料：环氧基缩水甘油醚10‑30份，环氧树脂20‑50份，不饱和一元酸20‑30份，催化剂0.1‑0.3份，阻聚剂0.01‑0.09份，可交联单体25‑40份。本发明合成的工艺简单，原料利用率接近百分之百，且无副产物、无废液、废气产生，生产环保，原料反应活性高，反应温度低，不需要持续供热，对能源的消耗较小，符合国家节能减排的政策方针，解决了现有的乙烯基酯树脂的粘度高、树脂基体韧性低而且固化收缩率高的问题，具备粘度低、树脂基体韧性高而且固化收缩率低的优点，也具有较低的粘度，在SMC工艺过程中，反应初期能充分浸润增强材料，其增稠体系能够在室温下实现快速增稠，值得推广使用。

Description

一种可增稠乙烯基酯树脂
技术领域
本发明涉及化工原料技术领域，具体为一种可增稠乙烯基酯树脂。
背景技术
模压成型法即SMC/BMC工艺是目前国内外复合材料工艺的一种重要机械成型法，其主要适用于高精度、结构复杂、外观要求高、可满足不同的应用要求的零件或制品的大规模生产，而且过程可实现机械化、自动化，产品的稳定性也就可再现性非常高，在近40年的研究开发工作，其应用发展越来越快、制造技术日臻完善，SMC及其制品的产量在发达国家已占复合材料产量的35-40%，因此SMC及其制品制造技术已成为一个国家复合材料技术水平的重要标志，随着SMC/BMC技术及其应用的迅速发展，对树脂基体的要求也不断提高，其中增稠用乙烯基树脂的应用已成为一个热点。
乙烯基树脂的增稠特性是乙烯基树脂在SMC/BMC应用中的基础，由于乙烯基树脂不同于通用的不饱和树脂（该类型树脂均含有羧基，可以达到不同程度的化学增稠作用），一般乙烯基树脂是由环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成化学反应而制得，它保留了环氧树脂的基本链段，又有不饱和聚酯树脂的良好工艺性能，在适宜条件下固化后表现出某些特殊优良性能，但此时一般的通用型乙烯基树脂中是不含有羧酸基团，而基团是化学增稠的基础，所以增稠型乙烯基树脂的增稠特性就显的尤其重要，考察SMC/BMC用乙烯基树脂在加入增稠剂后的一些增稠特性是对于该类乙烯基树脂的一个重要指标，增稠乙烯基树脂的应用已从初期的汽车工业扩大到多个工业领域，不仅满足了应用行业的需求，也给复合材料工业带来巨大的经济效益，为此，我们提出了一种可增稠乙烯基酯树脂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可增稠乙烯基酯树脂，具备粘度低、树脂基体韧性高而且固化收缩率低的优点，解决了现有的乙烯基酯树脂的粘度高、树脂基体韧性低而且固化收缩率高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可增稠乙烯基酯树脂，包括以下重量份的原料：环氧基缩水甘油醚10-30份，环氧树脂20-50份，不饱和一元酸20-30份，催化剂0.1-0.3份，阻聚剂0.01-0.09份，可交联单体25-40份。
优选的，所述环氧树脂为苯酚酚醛环氧（PNE）、邻甲酚酚醛环氧树脂（CNE）、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂（BNE）、异氰酸酯（MDI/TDI）环氧树脂、噁唑烷酮结构环氧树脂、双环戊二烯（DCPD）酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂（TPME）、四官能酚醛环氧树脂（TNE）、联苯型环氧树脂、萘环结构型环氧树脂、双酚芴环氧树脂中的一种或多种，具体为双酚A环氧树脂E51。
优选的，所述不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或苯基丙烯酸中的一种或多种，具体为甲基丙烯酸。
优选的，所述催化剂为苄基二甲胺、苄基二乙胺、三乙醇胺、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、三苯基膦、四苯基氯化膦、四苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦、烯丙基三苯基氯化膦、间苯二胺或二甲基苯胺中的一种或多种。
优选的，所述阻聚剂为对苯二酚、甲基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或萘酚中的一种或多种。
优选的，所述可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、双环戊二烯丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯或三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种，具体为苯乙烯。
优选的，所述环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂、阻聚剂和可交联单体按照配制比称重，将环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂和阻聚剂置于可升温的密闭容器中进行氮气保护，持续机械搅拌，设定搅拌速度200-300转/分钟，升温至70℃，控制温度逐步上升，2h内升至90℃，保温3h，兑入可交联单体后，降温至室温，机械持续搅拌30分钟，即得到可增稠乙烯基酯树脂，再准备乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂和固化剂，其配比以乙烯基酯树脂重量为基准，将乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂、固化剂置于容器中，在室温下机械搅拌、设定搅拌转速800转/分钟，搅拌时长10分钟，使之搅拌均匀，最后经过真空脱泡处理，即得到乙烯基酯树脂的增稠体系，所得的增稠体系经SMC工艺制成复合材料。
优选的，所述其配比为乙烯基酯树脂100份、增稠剂MDI 18份、增稠助剂V95 3份、固化剂TXC 2份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明合成的工艺简单，原料利用率接近百分之百，且无副产物、无废液、废气产生，生产环保，原料反应活性高，反应温度低，不需要持续供热，对能源的消耗较小，符合国家节能减排的政策方针，解决了现有的乙烯基酯树脂的粘度高、树脂基体韧性低而且固化收缩率高的问题，该可增稠乙烯基酯树脂，具备粘度低、树脂基体韧性高而且固化收缩率低的优点，所使用的增稠剂与传统的增稠剂相比，也具有较低的粘度，在SMC工艺过程中，反应初期能充分浸润增强材料，其增稠体系能够在室温下实现快速增稠，值得推广使用。
具体实施方式
下面将通过实施例的方式对本发明作更详细的描述，这些实施例仅是举例说明性的而没有任何对本发明范围的限制。
本发明提供一种技术方案：一种可增稠乙烯基酯树脂，包括以下重量份的原料：
环氧基缩水甘油醚10-30份，环氧树脂20-50份，不饱和一元酸20-30份，催化剂0.1-0.3份，阻聚剂0.01-0.09份，可交联单体25-40份。
实施例一：
本实施例举例的可增稠乙烯基酯树脂，原料包括环氧基缩水甘油醚30份，环氧树脂30份，不饱和一元酸30份，催化剂0.1份，阻聚剂0.01份，可交联单体30份。
本实施例中，环氧树脂为苯酚酚醛环氧（PNE）、邻甲酚酚醛环氧树脂（CNE）、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂（BNE）、异氰酸酯（MDI/TDI）环氧树脂、噁唑烷酮结构环氧树脂、双环戊二烯（DCPD）酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂（TPME）、四官能酚醛环氧树脂（TNE）、联苯型环氧树脂、萘环结构型环氧树脂、双酚芴环氧树脂中的一种或多种，具体为双酚A环氧树脂E51。
本实施例中，不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或苯基丙烯酸中的一种或多种，具体为甲基丙烯酸。
本实施例中，催化剂为苄基二甲胺、苄基二乙胺、三乙醇胺、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、三苯基膦、四苯基氯化膦、四苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦、烯丙基三苯基氯化膦、间苯二胺或二甲基苯胺中的一种或多种。
本实施例中，阻聚剂为对苯二酚、甲基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或萘酚中的一种或多种。
本实施例中，可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、双环戊二烯丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯或三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种，具体为苯乙烯。
本实施例中，环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂、阻聚剂和可交联单体按照配制比称重，将环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂和阻聚剂置于可升温的密闭容器中进行氮气保护，持续机械搅拌，设定搅拌速度200-300转/分钟，升温至70℃，控制温度逐步上升，2h内升至90℃，保温3h，兑入可交联单体后，降温至室温，机械持续搅拌30分钟，即得到可增稠乙烯基酯树脂，再准备乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂和固化剂，其配比以乙烯基酯树脂重量为基准，将乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂、固化剂置于容器中，在室温下机械搅拌、设定搅拌转速800转/分钟，搅拌时长10分钟，使之搅拌均匀，最后经过真空脱泡处理，即得到乙烯基酯树脂的增稠体系，所得的增稠体系经SMC工艺制成复合材料。
本实施例中，其配比为乙烯基酯树脂100份、增稠剂MDI 18份、增稠助剂V95 3份、固化剂TXC 2份。
实施例二：
本实施例举例的可增稠乙烯基酯树脂，原料包括环氧基缩水甘油醚23份，环氧树脂40份，不饱和一元酸30份，催化剂0.1份，阻聚剂0.01份，可交联单体40份。
本实施例中，环氧树脂为苯酚酚醛环氧（PNE）、邻甲酚酚醛环氧树脂（CNE）、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂（BNE）、异氰酸酯（MDI/TDI）环氧树脂、噁唑烷酮结构环氧树脂、双环戊二烯（DCPD）酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂（TPME）、四官能酚醛环氧树脂（TNE）、联苯型环氧树脂、萘环结构型环氧树脂、双酚芴环氧树脂中的一种或多种，具体为双酚A环氧树脂E51。
本实施例中，不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或苯基丙烯酸中的一种或多种，具体为甲基丙烯酸。
本实施例中，催化剂为苄基二甲胺、苄基二乙胺、三乙醇胺、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、三苯基膦、四苯基氯化膦、四苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦、烯丙基三苯基氯化膦、间苯二胺或二甲基苯胺中的一种或多种。
本实施例中，阻聚剂为对苯二酚、甲基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或萘酚中的一种或多种。
本实施例中，可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、双环戊二烯丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯或三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种，具体为苯乙烯。
本实施例中，环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂、阻聚剂和可交联单体按照配制比称重，将环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂和阻聚剂置于可升温的密闭容器中进行氮气保护，持续机械搅拌，设定搅拌速度200-300转/分钟，升温至70℃，控制温度逐步上升，2h内升至90℃，保温3h，兑入可交联单体后，降温至室温，机械持续搅拌30分钟，即得到可增稠乙烯基酯树脂，再准备乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂和固化剂，其配比以乙烯基酯树脂重量为基准，将乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂、固化剂置于容器中，在室温下机械搅拌、设定搅拌转速800转/分钟，搅拌时长10分钟，使之搅拌均匀，最后经过真空脱泡处理，即得到乙烯基酯树脂的增稠体系，所得的增稠体系经SMC工艺制成复合材料。
本实施例中，其配比为乙烯基酯树脂100份、增稠剂MDI 18份、增稠助剂V95 3份、固化剂TXC 2份。
实施例三：
本实施例举例的可增稠乙烯基酯树脂，原料包括环氧基缩水甘油醚20份，环氧树脂50份，不饱和一元酸30份，催化剂0.1份，阻聚剂0.01份，可交联单体30份。
本实施例中，环氧树脂为苯酚酚醛环氧（PNE）、邻甲酚酚醛环氧树脂（CNE）、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂（BNE）、异氰酸酯（MDI/TDI）环氧树脂、噁唑烷酮结构环氧树脂、双环戊二烯（DCPD）酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂（TPME）、四官能酚醛环氧树脂（TNE）、联苯型环氧树脂、萘环结构型环氧树脂、双酚芴环氧树脂中的一种或多种，具体为双酚A环氧树脂E51。
本实施例中，不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或苯基丙烯酸中的一种或多种，具体为甲基丙烯酸。
本实施例中，催化剂为苄基二甲胺、苄基二乙胺、三乙醇胺、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、三苯基膦、四苯基氯化膦、四苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦、烯丙基三苯基氯化膦、间苯二胺或二甲基苯胺中的一种或多种。
本实施例中，阻聚剂为对苯二酚、甲基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或萘酚中的一种或多种。
本实施例中，可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、双环戊二烯丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯或三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种，具体为苯乙烯。
本实施例中，环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂、阻聚剂和可交联单体按照配制比称重，将环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂和阻聚剂置于可升温的密闭容器中进行氮气保护，持续机械搅拌，设定搅拌速度200-300转/分钟，升温至70℃，控制温度逐步上升，2h内升至90℃，保温3h，兑入可交联单体后，降温至室温，机械持续搅拌30分钟，即得到可增稠乙烯基酯树脂，再准备乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂和固化剂，其配比以乙烯基酯树脂重量为基准，将乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂、固化剂置于容器中，在室温下机械搅拌、设定搅拌转速800转/分钟，搅拌时长10分钟，使之搅拌均匀，最后经过真空脱泡处理，即得到乙烯基酯树脂的增稠体系，所得的增稠体系经SMC工艺制成复合材料。
本实施例中，其配比为乙烯基酯树脂100份、增稠剂MDI 18份、增稠助剂V95 3份、固化剂TXC 2份。
测试结果如下表所示：
项目 利德尔EL-4300 某国外牌号 实施例一 实施例二 实施例三 测试标准
拉伸强度（兆帕） 86.9 85 83 76 80 GB/T2568
拉伸模量（兆帕） 3554 3600 3520 3400 3480 GB/T2568
断裂伸长率（%） 6.4 3-4 3-4 5-7 4-6 GB/T2568
弯曲强度（兆帕） 134 130 132 129 130 GB/T2570
弯曲模量（兆帕） 3534 3600 3480 3400 3550 GB/T2570
巴氏硬度 41 40 38 40 43 GB/T7193.1
热变形温度 104 110 102 95 99 GB/T1634
树脂24h增稠粘度（10<sup>3</sup>cp） 200 144 7500 16800 15000 GB/T3854
综上所述：该可增稠乙烯基酯树脂，解决了现有的乙烯基酯树脂的粘度高、树脂基体韧性低而且固化收缩率高的问题，具备粘度低、树脂基体韧性高而且固化收缩率低的优点，值得推广使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：包括以下重量份的原料：环氧基缩水甘油醚10-30份，环氧树脂20-50份，不饱和一元酸20-30份，催化剂0.1-0.3份，阻聚剂0.01-0.09份，可交联单体25-40份。
2.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述环氧树脂为苯酚酚醛环氧（PNE）、邻甲酚酚醛环氧树脂（CNE）、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂（BNE）、异氰酸酯（MDI/TDI）环氧树脂、噁唑烷酮结构环氧树脂、双环戊二烯（DCPD）酚醛环氧树脂、芳烷基苯酚型环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂（TPME）、四官能酚醛环氧树脂（TNE）、联苯型环氧树脂、萘环结构型环氧树脂、双酚芴环氧树脂中的一种或多种，具体为双酚A环氧树脂E51。
3.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述不饱和一元羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸或苯基丙烯酸中的一种或多种，具体为甲基丙烯酸。
4.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述催化剂为苄基二甲胺、苄基二乙胺、三乙醇胺、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、三苯基膦、四苯基氯化膦、四苯基溴化膦、苄基三苯基氯化膦、烯丙基三苯基氯化膦、间苯二胺或二甲基苯胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述阻聚剂为对苯二酚、甲基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲苯二酚、对苯醌、甲基氢醌或萘酚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述可交联单体为苯乙烯、乙烯基甲苯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、双环戊二烯丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯或三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种，具体为苯乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂、阻聚剂和可交联单体按照配制比称重，将环氧树脂、环氧基缩水甘油醚、不饱和一元酸、催化剂和阻聚剂置于可升温的密闭容器中进行氮气保护，持续机械搅拌，设定搅拌速度200-300转/分钟，升温至70℃，控制温度逐步上升，2h内升至90℃，保温3h，兑入可交联单体后，降温至室温，机械持续搅拌30分钟，即得到可增稠乙烯基酯树脂，再准备乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂和固化剂，其配比以乙烯基酯树脂重量为基准，将乙烯基酯树脂、增稠剂、增稠助剂、固化剂置于容器中，在室温下机械搅拌、设定搅拌转速800转/分钟，搅拌时长10分钟，使之搅拌均匀，最后经过真空脱泡处理，即得到乙烯基酯树脂的增稠体系，所得的增稠体系经SMC工艺制成复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种可增稠乙烯基酯树脂，其特征在于：所述其配比为乙烯基酯树脂100份、增稠剂MDI 18份、增稠助剂V95 3份、固化剂TXC 2份。
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