[发明专利]纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法。 

背景技术

不饱和聚酯树脂是近代塑料工业发展中的一个重要品种，在工业、农业、交通、建筑以及国防工业方面有广泛的应用。但不饱和聚酯一般存在着韧性差、强度不高、耐碱性差、耐磨性差、收缩率大等缺点，需要对其进行改性，以提高不饱和树脂的性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足提供一种纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法。利用本发明制得的纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物各方面力学性能优异，耐碱性、耐磨性好，表面硬度高，体积收缩率几乎为零。 

本发明采用的技术方案如下：一种纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，步骤如下： 

(a)           取不饱和聚酯、环氧树脂、催化剂和活性单体，不饱和聚酯和环氧树脂的质量比为1-5：1，催化剂的质量与环氧树脂的质量比为1-10：1000，活性单体与不饱和聚酯和环氧树脂的总质量比为1：1-2，将不饱和聚酯加热融化后加入环氧树脂和催化剂，控制反应温度在100～120℃，反应时间2～4h，反应结束后加入活性单体搅拌均匀即得到嵌段共聚物；

(b)  将步骤a所得嵌段其聚物中加入纳米二氧化硅使其分散均匀即得到目标产物，纳米二氧化硅与嵌段共聚物的质量比为2：50-1000。

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，步骤(a)中所述的不饱和聚酯的合成原料为二元酸和二元醇，分子量为800～2500。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，所述的二元酸是苯酐或者顺酐或者苯酐和顺酐两者以物质的量的比为0.5-1.5的混合物，二元醇是丙二醇、乙二醇、二乙二醇和新戊二醇中的一种或几种。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，所述的不饱和聚酯为191#或196#。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，步骤(a)中所述的环氧树脂的环氧值在0.40～0.59。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，环氧树指是E44、E42或E51中的一种或任一种混合。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，步骤(a)中所述的活性单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯中的任一种，或任两者的混合物。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，所述催化剂是叔胺类或季铵盐催化剂。 

上述纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的制备方法，步骤(b)中所述的纳米二氧化硅粒径在5～100nm范围内。 

利用本发明所提供的技术方案，可以制备出性能优异的纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物。制备工艺简单合理、设备投资规模小、安全可靠、生产成本低、产品质量好，适合大规模工业化生产。 

本发明的创新点在于，一方面利用环氧基开环与不饱和聚酯端羧基反应消除端羧基的不良影响；另一方面引入纳米二氧化硅，利用无机纳米粒子特有的表面效应、量子尺寸效应和体积效应等提高不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的综合性能。利用本发明所述方法制备的纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物的拉伸强度和冲击强度均大幅度提高，体积收缩率几乎为零。作为光固化树脂使用对人造石、木器等基材的附着力增强，固化膜的表面硬度提高、耐碱性也有所提高。 

具体实施方式

   以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此： 

实施例1

取700g 191#不饱和聚酯加热熔融后加入250g环氧树脂E44和0.25g催化剂十六烷基三甲基溴化铵，110～120℃恒温反应2h。加入556g苯乙烯搅拌使其混合均匀，加入1.5g纳米二氧化硅在三辊机中高速研磨使其分散均匀即制得纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物。

实施例2 

取705g 191#不饱和聚酯加热熔融后加入252g环氧树脂E44和0.3g催化剂十六烷基三甲基溴化铵，110～120℃恒温反应3h。加入556g苯乙烯搅拌使其混合均匀，加入59g纳米二氧化硅在三辊机中高速研磨使其分散均匀即制得纳米二氧化硅改性不饱和聚酯-环氧树脂嵌段共聚物。

实施例3