[发明专利]由不饱和聚酯和聚硅氮烷制成的树脂及由此制得的热固性反应性树脂模制材料

说明书

技术领域

本发明涉及反应性树脂，其由不饱和聚酯连同作为交联剂的可共聚合的、优选含有乙烯基的硅氮烷以及任选额外存在的活性稀释剂组成，混合物以溶解的方式存在于该活性稀释剂中。此外，本发明涉及由此类反应性树脂组成的反应性树脂模制材料。硬化的组合物在具有令人满意的玻璃态转变温度的情况下具有改善的阻燃性。

背景技术

不饱和聚酯树脂早已是已知的，源出于1937年Ellis&Foster的发明。阻燃性聚酯树脂通常是通过添加阻燃剂如三氢氧化铝或磷酸铝制备的，例如由EP848032所公开。添加此类试剂通常导致粘度升高，这对于树脂的可加工性有负面影响，以及尤其是在基于经填充的树脂大于50重量％填料的范围内的非常高的填料含量的情况下导致由树脂制成的部件的机械承载能力降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供不饱和聚酯树脂，由此可以制成具有改善的耐火性的模制材料。此外，本发明的目的还在于提供相应的模制材料。

所提出的目的是通过如下方式实现的，作为聚酯反应性树脂使用以下成分的混合物：至少一种聚酯和至少一种硅氮烷，其含有一个或多个C=C双键，并且通过它们在聚酯的双键聚合时可以将其通过聚合引入产物中。

不饱和聚酯是由不饱和二羧酸任选连同饱和的通常为芳族的二羧酸或其各自的酸酐和二醇生成的缩聚产物。特征在于使用α,β-不饱和二羧酸，如马来酸或马来酸酐，或富马酸。但还可以使用衣康酸、中康酸或柠康酸。双键的距离对于不饱和聚酯树脂的后续特性及其反应性是决定性的。因此，在某些情况下额外使用饱和二羧酸，以减少双键密度。此外，饱和二羧酸用于调节树脂及后续部件的其他特性。为此主要使用酞酸或酞酸酐、异酞酸、对酞酸或己二酸。但还可使用所有其他的饱和二羧酸作为用于减少双键密度的添加剂。

作为醇组分使用各种不同的双官能和/或三官能的醇，其中双官能醇通常是优选的，以避免聚酯分子分支化。按照标准使用饱和醇，例如1,2-丙二醇、乙二醇、二乙二醇或二丙二醇作为二醇，其中当然可以代替其使用具有更大的链长度和/或具有其他的链节之间距离的二醇。作为为聚酯分子赋予特殊特性的特殊二醇，通常使用新戊二醇、1,3-丁二醇以及双乙氧基化和双丙氧基化的双酚A。这些例子当然不是封闭的，可以由几乎各种脂族二醇加以补充。若期望存在三官能醇，则通常使用其与二醇的混合物。

酸（酐）基与醇基之间的缩聚反应可以，但不是必须，在使用催化剂（例如Zn化合物或Sn化合物）的情况下进行。通常将防止预先聚合的抑制剂例如氢醌加入不饱和聚酯的起始材料或其本身。若仅使用二羧酸和二醇作为酯化作用的起始材料，则产生纯直链的产物，但是可以通过副反应发生分支化作用。

不饱和聚酯以不同的形式存在。取决于所用的结构片段（Bausteinen）和缩聚条件，其可以是粘液态和粘稠的，或者是硬的和脆的。其可以溶解于不同的溶剂中。

由于存在的双键，不饱和聚酯可以发生以自由基方式进行的聚合反应（加聚）。这可以用于使聚酯相互交联。为此通常使用本身能够发生自由基加聚反应并且在共聚合时可以使直链聚酯结构交联的添加剂。因为这些添加剂优选同时用作聚酯的溶剂，其在其可以实现所述目的时称作“活性稀释剂”。取决于活性稀释剂的量，可以将不饱和聚酯树脂调节为更稀或更稠的液态。作为活性稀释剂通常使用苯乙烯。其他可能的活性稀释剂例如是丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯衍生物。这些例子不是封闭的。

还可以将聚合抑制剂如氢醌添加至活性稀释剂，以避免预先聚合。

聚酯和活性稀释剂的混合物还称作反应性树脂或不饱和聚酯树脂（缩写：UP-树脂）。

不饱和聚酯树脂的硬化（交联）是通过自由基引发剂进行的。其是在温度或辐射的作用下分解成引发自由基共聚合的自由基的化合物。该过程一旦引发就无法停止。通常将氢过氧化物、过氧化物和过酸酯以及具有所需特性的其他化合物用于热硬化。通常将过氧化甲乙酮（MEKP）用于工业硬化。这通常是连同促进剂（例如钴、锰或铁的环烷酸盐或辛酸盐，以及叔胺）一起发生的，从而能够在室温下发生硬化。原则上可以使用所有已知的自由基引发剂。依照所期望的聚酯树脂的加工特性以及所努力实现的硬化温度选择正确的引发剂（添加促进剂连同MEKP一起能够发生冷硬化）。除了热硬化以外还可以采用辐射化学硬化法，例如电子辐射硬化或UV。为此提供大量的引发剂系统。

硬化的第一阶段在于凝胶化作用，其中增长的分子链无法扩散，产生的模制材料无法流动，因此应当获得其最终形状。随后发生完全硬化，通常伴随出现一定的收缩。