[发明专利]热固性树脂组合物

说明书

本发明涉及一种可以经由自由基聚合固化的热固性树脂组合物，其包含(A)包含富马酸结构单元作为不饱和二羧酸结构单元的不饱和聚酯树脂和/或甲基丙烯酸酯功能性树脂和(B)可与(A)共聚合的烯属不饱和化合物。

热固性树脂组合物通过化学反应硬化，当它们形成时通常产生热，并且一旦硬化就不会熔融或轻易地再成形。该树脂组合物在常温和常压下为液体，因此可以用于浸渍增强材料，例如纤维增强材料，尤其是玻璃纤维，和/或在该树脂组合物中可以存在填料，但是当用合适的自由基形成引发剂处理时，该树脂组合物的各种不饱和的组分经由自由基共聚合机制彼此交联以产生坚硬的热固性塑料块体(也称为结构部件)。

热固性树脂组合物是众所周知的，并且其所用实例是溶解在苯乙烯中的不饱和聚酯树脂和溶解在苯乙烯中的甲基丙烯酸酯功能性树脂。由于它们良好的机械性质，它们用于多种用途，如罐、船只、衬垫、风力涡轮机叶片、汽车零件、化学锚固等等。

尽管对许多应用而言，固化材料或它们的纤维增强层压材料的机械性质足够出色，但是仍然存在需要其进一步改进的应用领域。仍然需要改进的此类应用领域的一个实例是风力涡轮机叶片行业。在该行业中，对纤维增强材料的强度性质，特别是对横向挠曲强度(transversal flexural strength)和横向拉伸强度(transversal tensile strength)存在高要求，因为这可能关系到动态疲劳行为方面的改进。

因此，本发明的目的是能够提高固化的热固性不饱和聚酯树脂或甲基丙烯酸酯树脂组合物的纤维增强层压材料的横向挠曲和拉伸强度。

通过如下热固性树脂组合物已经实现了该目的，其中该热固性树脂组合物包含：

(A)包含富马酸结构单元作为不饱和二羧酸结构单元的不饱和聚酯树脂和/或甲基丙烯酸酯功能性树脂，由此所述树脂具有450直至且包括10000道尔顿的分子量M_n，并且此类不饱和聚酯树脂和甲基丙烯酸酯功能性树脂的量为30直至且包括80重量％；

(B)可与(A)共聚合的烯属不饱和化合物；以10直至且包括60重量％的量存在；

(C)以0.1直至6重量％的量存在的核壳型橡胶，由此该核具有小于-30℃的Tg，并且该核壳型橡胶的平均粒度优选为50直至且包括1000nm；和

(D)以0.3直至且包括10重量％的量存在的环氧化合物，该环氧化合物在室温下为液体，

其中，所述量相对于(A)、(B)、(C)和(D)的加和量的总重量(以克计)给出。

令人惊讶地发现，本发明的固化的热固性树脂组合物的纤维增强层压材料的断裂韧性可以提高，同时可以提高该纤维增强层压材料的横向挠曲和拉伸强度。这是令人惊讶的，因为向包含(A)和(B)的树脂组合物中添加核壳型橡胶(C)和环氧化合物(D)导致固化的、未增强树脂组合物(浇铸)的拉伸强度保持在大致相同的水平，同时可以提高通过用所述树脂组合物浸渍纤维获得的纤维增强层压材料的挠曲强度；甚至更令人惊讶之处在于可以显著提高通过用此类树脂组合物浸渍纤维获得的纤维增强层压材料的横向挠曲强度和横向拉伸强度。

另一令人惊讶的优点在于可以提高固化的、未增强的组合物(浇铸)的断裂伸长和断裂韧性，同时将拉伸强度和模量保持在可接受的水平。这是有利的，因为过低的断裂伸长和断裂韧性会导致结构部件容易破裂。由此需要提高该断裂韧性和断裂伸长，但是又不会过度牺牲拉伸强度和模量，因为这些性质对通过固化热固性树脂组合物获得的结构部件来说是至关重要的特性。通常已知的是，橡胶的存在提高了断裂韧性。但是，这并不意味着提高了断裂伸长，因为在断裂韧性与断裂伸长之间不存在直接的关联。此外，橡胶的存在通常导致强度和模量的降低。已经令人惊讶地发现，采用本发明的热固性树脂组合物，可以提高固化的、未增强的组合物的断裂伸长和断裂韧性，同时将拉伸强度和模量保持在可接受的水平。

本发明的热固性树脂组合物包含至少一种包含富马酸结构单元的α，β-烯属不饱和聚酯树脂和/或至少一种甲基丙烯酸酯功能性树脂(化合物(A))。

在本发明的优选实施方案中，本发明的热固性树脂组合物包含至少一种甲基丙烯酸酯功能性树脂。在更优选的实施方案中，存在于该热固性树脂组合物中的树脂是甲基丙烯酸酯功能性树脂或甲基丙烯酸酯功能性树脂的混合物。