[发明专利]一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，具体说是利用无机层状材料制备的低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的材料。

背景技术

不饱和聚酯树脂(UPR，Unsaturated PolyesterResins)具有优良的机械性能、电性能和耐化学腐蚀性能，加工工艺简便，被广泛应用于玻璃纤维增强材料，即玻璃钢、化工防腐、浇铸制品、卫生洁具、工艺品等行业。目前，从材料成本、树脂的贮存、成型操作和固化特性以及最终应用性能来看，苯乙烯是不饱和聚酯树脂选用的最合适的单体，用量一般占树脂总量的40％－50％。然而，苯乙烯在室温下的蒸气压较高，易挥发，尤其是它的特殊气味和在较高蒸气浓度下具有有害的刺激性和麻醉作用，苯乙烯已经至少被213个国家的EPA(Environmental Proteetion Ageney)列为优先级的危险物质。

同时，由于苯乙烯的闪点(34.4℃)较低，在一定条件下能与空气形成爆炸性混合物(爆炸极限1.1%-6.1%)，是安全生产中的一个潜在隐患。苯乙烯的挥发会导致不饱和聚酯和苯乙烯的配比发生变化 ，影响UPR制品的性能。从20世纪70年代起国外就开始对低苯乙烯挥发性的LSE （low styrene emission）树脂进行了研究，经过不断地研究和试验，世界上主要的UPR生产厂商都相继推出了各具特色的低苯乙烯散发性树脂新品种。

目前LSE树脂的开发途径主要集中在以下几个方面： 

1、成膜添加剂法

在不饱和聚酯树脂中添加成膜剂是抑制苯乙烯散发最常用的方法。虽然成膜剂抑制苯乙烯的散发，但它只能在静止的固化阶才发生效果。在施工过程中，苯乙烯还是照样发出来。成膜法的最大缺点是影响玻璃钢二次成型中的层间粘合，特别是产品受冲击时可能产脱层。

2、低苯乙烯含量法

降低树脂中苯乙烯含量，相应地减少了树脂中苯乙烯的散发。国外低苯乙烯含量树脂的苯乙烯浓度一般要求在35%以下。降低苯乙烯含量，会使树脂粘度增大，给成型操作带来不便，也使制品质量下降，所以必须通过新的合成工艺和化学改性法来达到降低苯乙烯含量而又不影响其它性能的目的。

3、采用其它挥发性较低的单体替代苯乙烯的方法

为了降低苯乙烯挥发性，用一些蒸气压低，不易挥发的新单体部分或全部代替苯乙烯。寻找一种性能能和苯乙烯媲美、毒性已被研究充分、来源丰富且价格合理的单体是一大难点。现在所发现的代表性的新单体是对甲基苯乙烯或乙烯基甲苯，但是其价格比苯乙烯高50%-100%，同时这些单体也不能达到苯乙烯所具有的稀释性能。因此目前只是一种研究方向，并未投入商业化使用。

4、加入苯乙烯齐聚物

减少苯乙烯挥发的另一种方法是在树脂中加入苯乙烯的低粘度齐聚物如聚苯乙烯，用这种齐聚物可以把树脂中苯乙烯的含量调节到一个较低的水平，但聚苯乙烯加入树脂中易产生分层等现象。

现阶段制备低苯乙烯挥发不饱和树脂的工艺，存在生产成本大幅度提高，产品性能下降，对不饱和聚酯生产工艺改动较大等不足。

发明内容

本发明的目的是在保证产品性能，对原有的不饱和聚酯树脂生产流程做出改动后，用无机层状材料制备低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：在不饱和聚酯树脂的生产过程中加入可抑制苯乙烯挥发的无机层状材料，通过调整不饱和聚酯树脂的生产工艺，使得无机层状材料和不饱和聚酯树脂混合均匀，且使不饱和聚酯、苯乙烯、固化剂、促进剂进入无机层状材料层间，利用处于无机层状材料层间的不饱和聚酯与苯乙烯反应放出的反应热及生成物体积的增长，将无机层状材料片层剥离，使其均匀分布于基体树脂中。均匀分布于基体树脂中的无机层状材料可以阻止苯乙烯的迁移，使得基体中的苯乙烯分子的扩散路径必须由直线路径改为曲折路径，增加了其扩散路径，降低其渗透系数从而达到降低苯乙烯在储存阶段和固化反应阶段挥发量的目的。

一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，由不饱和聚酯、苯乙烯、无机层状材料、固化剂和促进剂组成，各物料的重量百分比是：不饱和聚酯  10－95％，苯乙烯 5－90％；无机层状材料、固化剂和促进剂的加入量，分别是不饱和聚酯和苯乙烯总重量的1－25％、0.1－10％、0.1－10％。