[发明专利]综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其是一种综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液。它是热固性树脂和玻璃钢复合材料制品中用量最大的种类之一，由于其生产工艺简便，且产品的力学，电学，耐腐蚀等性能优异，被广泛应用。但是树脂大量的应用化工原料，提高使用成本并浪费资源污染环境，因此将可再生资源充分应用到树脂领域是发展的一个重要趋势，另外通用的不饱和聚酯固化过程中会由于空气中的氧气存在而导致固化不完全发粘等，影响了实际应用效果，也有待改进。

近年来，为了改善气干性，有很多的方法被使用，如添加烯丙基醚类单体可以较好的提高产品的气干性，被广泛用于涂料用树脂的配方中，但是相对来说单体价格贵，成本比较高；添加少量的石蜡，利用蜡在树脂中慢慢浮到表面，进而隔绝空气，提高固化程度和空干性，但是浮于表面的蜡会降低层间粘合力，导致多层制品结合力不足；还有一些使用塑料薄膜覆盖在树脂表面来隔绝空气，但是增加了工艺的工序和成本；近些年使用DCPD这种价格便宜的产品来改善产品气干性的报道越来越多，相关机理研究也有较多的报道，它主要来源于石油裂解制乙烯工业的副产物C5馏分和煤焦油中，利用DCPD为原料改性的不饱和聚酯树脂在耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性和气干性方面均有大幅提高。

目前报道的专利和文献中利用DCPD主要集中在将其与顺酐的加成物与小分子二酸二醇共聚上，在性能达到上限后通过使用间苯二甲酸，新戊二醇等价格较贵的单体来进一步提高树脂物性，合成思路比较局限，成本也相对较高，因此寻找一种综合性能优异且成本较低的合成方法是有理论和市场双重意义的。

发明内容

为了克服现有的不饱和聚酯树脂合成思路比较局限，成本也相对较高的不足，本发明提供了一种综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂，它是由有机多元醇、可再生植物油脂、DCPD和顺酐的加成物和小分子二元醇二元酸、环氧树脂经酯交换，缩聚，开环反应后形成的聚合物溶于苯乙烯制得。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机多元醇含量为5.0~6.0mol，可再生植物油脂含量为2.5~7.2mol，DCPD和顺酐的加成物用量为15.0~65.0mol，小分子二元酸二元醇各1.0~5.0mol，环氧树脂1.0~10.0mol。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇或季戊四醇的一种或多种；所述可再生植物油脂包括桐油、亚麻油、椰子油、玉米油、蓖麻油、花生油、葵花籽油、菜籽油、棕榈油、豆油、糠油等，优选桐油、亚麻油和豆油中的一种或几种；所述小分子二元醇二元酸是指包括丙二醇、二甘醇、乙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、苯酐、顺酐、己二酸等。

一种综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征是，其包括以下步骤：

A、酯交换反应：

将有机多元醇和可再生植物油脂在一定反应条件下进行酯交换反应，催化剂有氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氧化铅中的一种或多种；

B、DCPD和顺酐的加成物的制备：

在温度为80~125℃下，将水和顺酐在反应器中水解生成顺酸，再将DCPD滴加进顺酸中，保持反应温度在120~140℃之间；或将DCPD和顺酐在反应器中混合均匀，再滴加水生成所述加成物；

C、缩聚反应：

将DCPD和顺酐的加成物与部分小分子二元醇或二元酸按一定反应条件加入植物油酯交换产物的容器中，并带有装置和搅拌装置，通入氮气保护，搅拌升温至出水，控制馏头温度95~105℃和反应温度170~210℃，至目标粘度，即泡管粘度O~Q，锥板150℃约10±2泊；

D、开环反应：

环氧树脂和缩聚反应产物在一定温度和催化剂作用下进行开环反应，控制反应条件稳定至目标酸值15~30mgKOH/g。

E、成品：

将上述反应得到的聚合物溶于苯乙烯制得综合性能优异的气干性不饱和聚酯树脂。