CN114524975A - α-甲基苯乙烯促进剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于促进剂技术领域，具体涉及一种α‑甲基苯乙烯促进剂及其制备方法和应用。本发明的α‑甲基苯乙烯促进剂，由以下质量百分比的原料组成：α‑甲基苯乙烯80‑90％，异辛酸钴10‑20％。本发明还提供了α‑甲基苯乙烯促进剂的制备方法，将α‑甲基苯乙烯、异辛酸钴混合，搅拌30‑60分钟，即得。本发明可以降低树脂产品的放热峰温度，能够有效防止厚制品开裂、变形等问题，适用于人造石材的制备。

Description

α-甲基苯乙烯促进剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及促进剂技术领域，具体涉及一种α-甲基苯乙烯促进剂及其制备方法和应用。
背景技术
人造石是以高分子聚合物、无机胶凝剂或二者混合物作为粘合材料，以天然石材碎(粉)料、氢氧化铝粉等为主要原材料，加入颜料及其他辅助剂，经搅拌混合、凝结固化等工序加工而成的石材。根据其所用凝胶材料及使用功能的不同，人造石材可分为树脂型人造石、无机型人造石、功能性人造石等。目前应用最广泛的，是以不饱和聚酯树脂为胶黏剂生产的树脂型人造石。
过氧化物作为引发剂/固化剂加入到不饱和聚酯树脂中，引起树脂的固化反应，在这过程中常常需要加入促进剂来提高过氧化物的引发效率。长期以来，我国不饱和聚酯树脂室温固化成型大都采用环烷酸钴或异辛酸钴为促进剂。由于它粘度大，颜色深，杂质多，质量不稳定，冬天施工难以操作，所以难以满足用户要求。在此基础上，出现了异辛酸钴苯乙烯溶液促进剂，其配方以质量份计为苯乙烯100份，异辛酸钴2.68份(参见陈亚平.异辛酸钴促进剂的研究[J].玻璃钢，1998(1)：1)。这种促进剂特点是粘度小，颜色浅，几乎无杂质，产品质量稳定。然而实际生产中发现，这种促进剂生产的人造石材在使用过程中容易出现开裂、变形等问题，影响产品的耐用性与美观度。因此，有必要对其进行进一步改进，以防止上述现象的发生。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种α-甲基苯乙烯促进剂，其由以下质量百分比的原料组成：α-甲基苯乙烯80-90％，异辛酸钴10-20％。
异辛酸钴中的钴离子具有变价特性，能与过氧化物固化剂发生氧化还原反应，诱发过氧化物分解出高反应活性的自由基与树脂的双键发生反应，从而加速树脂的固化进程。由此，可以提高树脂固化的效率，缩短胶化时间。
α-甲基苯乙烯作为溶剂，不仅起到稀释分散的作用，而且还能起到降低不饱和树脂固化过程中的最高放热峰温度的作用，能够有效防止厚样品在固化过程中出现开裂、变形等问题。
由于不饱和树脂的固化是放热反应，在制备石材等较厚制品的过程中，反应放出的热量若不能及时移除，会导致成品的开裂报废。本发明的α-甲基苯乙烯可以降低不饱和树脂固化过程中的最高放热峰温度，从而达到防止厚制品开裂、变形的目的。
在一些实施方式中，其由以下质量百分比的原料组成：α-甲基苯乙烯90％，异辛酸钴10％。
在一些实施方式中，异辛酸钴中钴离子的浓度为1-12wt％。商品形式的异辛酸钴中，主要成分为溶剂和异辛酸钴，溶剂可以为二甲苯或200号溶剂油。
根据本发明的第二个方面，提供了上述的α-甲基苯乙烯促进剂的制备方法，包括以下步骤：
将α-甲基苯乙烯、异辛酸钴混合，搅拌30-60分钟，即得。
在一些实施方式中，搅拌的转速为100-200r/min。
根据本发明的第三个方面，提供了上述的α-甲基苯乙烯促进剂在制备人造石材中的应用以及含有上述α-甲基苯乙烯促进剂的用于制备人造石材的胶黏剂。
具体地，本发明的用于制备人造石材的胶黏剂包括各自独立包装的以下原料组分：不饱和聚酯树脂、α-甲基苯乙烯促进剂、固化剂，使用时，α-甲基苯乙烯促进剂的用量为不饱和聚酯树脂质量的1-3％，固化剂的用量为不饱和聚酯树脂质量的0.1-2％。本发明的α-甲基苯乙烯促进剂在使用时对不饱和聚酯树脂的种类没有特别的要求，所有类型的不饱和聚酯树脂都适用。
在一些实施方式中，固化剂为过氧化甲乙酮。
本发明的胶黏剂用于制备人造石材时，将不饱和聚脂树脂与天然大理碎石、石英砂、方解石、石粉或其他无机填料按一定的比例混合，然后加入α-甲基苯乙烯促进剂，搅拌均匀，再加入固化剂，最后经过混合搅拌、固化成型、脱模烘干、表面抛光等工序即制得人造石材。制备的人造石材可应用于人造石、玻璃钢、采光瓦、卫浴等产品中。
本发明的有益效果包括：
本发明的促进剂既能缩短树脂的胶化时间，又能降低树脂固化过程中的放热峰温度，能够有效防止厚样品固化过程中出现开裂、变形等问题。
附图说明
图1为应用实施例1的树脂固化过程中的放热峰。
图2为应用实施例2的树脂固化过程中的放热峰。
图3为应用实施例3的树脂固化过程中的放热峰。
图4为对比应用例1的树脂固化过程中的放热峰。
图5为对比应用例2的树脂固化过程中的放热峰。
图6为对比应用例3的树脂固化过程中的放热峰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，值得说明的是，以下实施例只是为了更好地解释本发明的内容，并不对本发明保护的范围做限制。实施例中未公开的工艺步骤为现有技术。若无特殊说明，以下试剂均为市购。
以下实施例中，所用异辛酸钴中钴离子的浓度为12wt％，购自上海陶源钴业有限公司。
实施例1
本实施例的α-甲基苯乙烯促进剂，其由以下原料组成：α-甲基苯乙烯90kg，异辛酸钴10kg。
其制备方法包括以下步骤：
将α-甲基苯乙烯、异辛酸钴倒入搅拌釜中，以约100r/min搅拌30分钟，即得。
实施例2
本实施例的α-甲基苯乙烯促进剂，其由以下原料组成：α-甲基苯乙烯85kg，异辛酸钴15kg。
其制备方法包括以下步骤：
将α-甲基苯乙烯、异辛酸钴倒入搅拌釜中，以约100r/min搅拌30分钟，即得。
实施例3
本实施例的α-甲基苯乙烯促进剂，其由以下原料组成：α-甲基苯乙烯80kg，异辛酸钴20kg。
其制备方法包括以下步骤：
将α-甲基苯乙烯、异辛酸钴倒入搅拌釜中，以约100r/min搅拌30分钟，即得。
对比例1
本对比例的促进剂，其由以下原料组成：苯乙烯100g，异辛酸钴2.68g。
其制备方法包括以下步骤：
将苯乙烯、异辛酸钴倒入搅拌釜中，以约100r/min搅拌30分钟，即得。
对比例2
本对比例的促进剂，其由以下原料组成：苯乙烯85g，异辛酸钴15g。
其制备方法包括以下步骤：
将苯乙烯、异辛酸钴倒入搅拌釜中，以约100r/min搅拌30分钟，即得。
为了探究本发明的促进剂对不饱和聚酯树脂的固化过程的影响，将实施例1、对比例1、对比例2的促进剂及市售的异辛酸钴用于制备树脂产品，并检测树脂固化过程中的放热峰温度和胶化时间。
(1)检测方法
胶化时间检测：称取一定量的树脂，在常温下用移液管量取一定量的促进剂加入树脂，用玻璃棒搅匀后，加入一定量的固化剂，加入固化剂的同时按下秒表计时，不断搅拌，直至树脂失去流动性且能拉扯成丝后停止搅拌，记录秒表所显示时间，即为树脂的胶化时间。
放热峰温度检测：树脂胶化时迅速将温度探头(温度探头预先涂石蜡)插入树脂的正中间，温度计顶端离杯底1.2cm，留意温度计的温度变化，记录温度计最高时的读数，即为放热峰温度。
(2)树脂产品的制备过程
应用实施例1
在100g不饱和聚酯树脂中加入1g实施例1制备的α-甲基苯乙烯促进剂，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
应用实施例2
在100g不饱和聚酯树脂中加入2g实施例1制备的α-甲基苯乙烯促进剂，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
应用实施例3
在100g不饱和聚酯树脂中加入3g实施例1制备的α-甲基苯乙烯促进剂，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
对比应用例1
在100g不饱和聚酯树脂中加入2g市售的异辛酸钴，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
对比应用例2
在100g不饱和聚酯树脂中加入2g对比例1制备的促进剂，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
对比应用例3
在100g不饱和聚酯树脂中加入2g对比例2制备的促进剂，搅拌均匀，再加入2g过氧化甲乙酮，搅拌均匀，然后静置使其固化完全，即可。检测其固化过程中的放热峰及胶化时间。
(3)检测结果
树脂固化过程中的放热峰如图1-6所示，其中，图1为应用实施例1的树脂固化过程中的放热峰，图2为应用实施例2的树脂固化过程中的放热峰，图3为应用实施例3的树脂固化过程中的放热峰，图4为对比应用例1的树脂固化过程中的放热峰，图5为对比应用例2的树脂固化过程中的放热峰，图6为对比应用例3的树脂固化过程中的放热峰。
树脂固化过程中的放热峰温度和胶化时间如表1所示：
表1树脂产品的胶化时间、放热峰温度
胶化时间/min 放热峰温度/℃
应用实施例1 25 180
应用实施例2 22 175
应用实施例3 18 168
对比应用例1 25 185
对比应用例2 29 181
对比应用例3 23 189
从表1可以看出，本发明的α-甲基苯乙烯促进剂随着用量的逐步增加，树脂的胶化时间相应地缩短，同时最高放热峰温度相应地降低。
使用市售的异辛酸钴或对比例2的促进剂，树脂的胶化时间与使用本发明的促进剂的胶化时间相当，但是树脂固化过程中的放热峰温度高于使用本发明的促进剂的树脂的放热峰温度；使用对比例1的促进剂，树脂固化过程中的放热峰温度与使用本发明的促进剂的树脂的放热峰温度相当，但是树脂的胶化时间长于使用本发明的促进剂的树脂的胶化时间。
因此，本发明的促进剂既能缩短树脂的胶化时间，又能降低树脂固化过程中的放热峰温度，能够有效防止厚样品固化过程中出现开裂、变形等问题。
以上所述的仅是本发明的一些具体实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造性构思的前提下，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。

Claims (8)

1.α-甲基苯乙烯促进剂，其特征在于，其由以下质量百分比的原料组成：α-甲基苯乙烯80-90％，异辛酸钴10-20％。
2.根据权利要求1所述的α-甲基苯乙烯促进剂，其特征在于，其由以下质量百分比的原料组成：α-甲基苯乙烯90％，异辛酸钴10％。
3.根据权利要求1或2所述的α-甲基苯乙烯促进剂，其特征在于，所述异辛酸钴中钴离子的浓度为1-12wt％。
4.权利要求1-3任一项所述的α-甲基苯乙烯促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将α-甲基苯乙烯、异辛酸钴混合，搅拌30-60分钟，即得。
5.根据权利要求4所述的α-甲基苯乙烯促进剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为100-200r/min。
6.权利要求1-3任一项所述的α-甲基苯乙烯促进剂在制备人造石材中的应用。
7.一种用于制备人造石材的胶黏剂，其特征在于，其包括各自独立包装的以下原料组分：不饱和聚酯树脂、权利要求1-3任一项所述的α-甲基苯乙烯促进剂、固化剂，使用时，所述α-甲基苯乙烯促进剂的用量为不饱和聚酯树脂质量的1-3％，所述固化剂的用量为不饱和聚酯树脂质量的0.1-2％。
8.根据权利要求7所述的用于制备人造石材的胶黏剂，其特征在于，所述固化剂为过氧化甲乙酮。
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