[发明专利]一种不饱和聚酯树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，特别涉及一种可再生植物油合成不饱和聚酯树脂的方法。

背景技术

近年来，合成树脂已成为产量最高，需求量最大的合成材料，其中不饱和聚酯树脂是热固性树脂中用量最大的，不饱和聚酯树脂目前主要是改进树脂配方，生产具有特殊功能的树脂，拓宽其应用领域，但这些都是应用化工的原料，树脂合成的成本相对较高，也浪费资源。因此，节约成本，利用可再生资源已成为当今发展趋势。

中国专利CN1283645A公开了题为“不饱和聚酯的制造方法和不饱和聚酯树脂组成物”，该方法用多元醇将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚，向解聚产物添加马来酸酐，使它们互相反应，将二聚环戊二烯添加到反应混合物中，发生加成反应，然后在得到的反应产物中添加多元醇和多元酸，发生缩聚反应。该方法还公开了含有不饱和聚酯和可聚合不饱和单体的不饱和聚酯树脂组合物，以及含有不饱和聚酯树脂组合物的模塑料。该方法应用了废弃的PET来制备不饱和聚酯树脂，可使合成成本降低。

中国专利CN1283684C公开了题为“改良的环氧酯树脂及制备方法”，该方法用顺酐化化植物油、失水苹果顺酐树脂改性环氧树脂，主要应用植物油脂肪酸链中的共轭双键与顺酐进行Deils-Alder加成反应，所得的顺酐化植物油再与环氧树脂进行酯化反应。该方法主要应用了植物油脂肪链上的双键的特性，改性环氧树脂。

在《涂料工艺》一书中提到用植物油脂来改性醇酸树脂，涉及的醇解法制造醇酸树脂将油进行甘油解反应得到主要产物甘油一酸酯，将其视为脂肪酸改性的二元醇，与苯二甲酸反应制备醇酸树脂。本发明则是参考此种方法，将植物油与多元醇进行酯交换反应，得到主产物一酸酯，在典型不饱和聚酯树脂原料配方中引入此种一酸酯，完全代替常规的二元醇，与不饱和酸酐反应合成一种新型的不饱和聚酯树脂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可再生植物油合成不饱和聚酯树脂的方法，该方法可制备性能优异的树脂，并且生产成本可以降低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由可再生植物油与有机多元醇进行醇解反应生成一酸酯，将其视作改性的二元醇并引入不饱和聚酯树脂的合成工艺中，完全替代常规二元醇，合成不饱和聚酯，然后与交联剂混合，获得不饱和聚酯树脂。以质量计，该树脂由可再生植物油30～70％、有机多元醇15～40％、有机不饱和酸或酸酐8～30％、有机饱和酸或酸酐5～30％、催化剂0.005～0.5％、阻聚剂0.001～0.1％和交联剂25～50％制成。

本发明可以制得稳定的不饱和聚酯树脂，反应设备与常规的不饱和聚酯合成相同。与现有技术相比，所制备的不饱和聚酯树脂具有以下主要的优点：

其一.性能优异：该树脂的硬度、拉伸强度及弯曲强度较好，并且色泽好、黏度适中，热稳定性好、耐碱性较好、柔韧性能良好(见表1和表2)。

其二.采用可再生资源植物油脂为原料，大大的降低了生产成本。

其三.合成工艺简单，固化收缩率较低。

其四.应用前景好：可用于其它脆性树脂的增韧和原子灰制品的制造，适合手糊、缠绕和喷射等各种复合材料成型工艺。

具体实施方式

本发明提供的不饱和聚酯树脂的合成方法，具体是由可再生植物油与有机多元醇进行醇解反应生成一酸酯，将其视作改性的二元醇并引入不饱和聚酯树脂的合成工艺中，完全替代常规二元醇，合成不饱和聚酯，然后与交联剂混合，获得不饱和聚酯树脂。以质量计，所述的不饱和聚酯树脂由可再生植物油30～70％、有机多元醇15～40％、有机不饱和酸或酸酐8～30％、有机饱和酸或酸酐5～30％、催化剂0.005～0.5％、阻聚剂0.001～0.1％和交联剂25～50％制成。

本发明提供的不饱和聚酯树脂的合成方法，可采用包括以下步骤的方法：

(1)配料：按配方称取可再生植物油、有机多元醇、有机不饱和酸或酸酐、有机饱和酸或酸酐、催化剂、阻聚剂和交联剂；

(2)醇解、缩聚反应：向反应釜投入可再生植物油、有机多元醇和催化剂，在充入N₂保护的情况下搅拌，并在200～240℃温度下醇解反应0.5～1.5h，然后将醇解反应温度逐渐降至160～200℃，再加入有机不饱和酸或酸酐、有机饱和酸或酸酐，保持该温度3.5～5h进行缩聚反应，在酸值达到40～60mgNaOH/g时即为缩聚反应终点，最后加入阻聚剂；

(3)稀释：缩聚反应后，使温度降到120～130℃，再与交联剂共混，搅拌均匀降温至室温，即得到不饱和聚酯树脂。