[发明专利]一种气干性不饱和聚酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种气干性不饱和聚酯的合成方法，将二元醇、二元酸等反应物料加入反应器中，在N₂气保护下加热搅拌，逐步升温至170‑190℃，在此温度下进行酯化反应3‑5h，至酸值达到85‑95mgKOH/g，停止反应，降温至100℃‑110℃，加入烯丙基缩水甘油醚副产残液烯丙基醇醚、油酸封端剂，升温至180‑190℃进行封端反应2‑4h，酸值小于40mgKOH/g时反应结束，降温至90℃‑100℃，加入适量苯乙烯及对苯二酚阻聚剂稀释，制得固含量65%的气干型不饱和聚酯。本发明中使用烯丙基缩水甘油醚副产残液烯丙基醇醚作为主封端剂，实现了废弃物的资源化利用，保护了环境，降低了气干型不饱和聚酯树脂的生产成本、提高了产品性能，经济与社会效益可观。

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，具体涉及一种气干性不饱和聚酯的合成方法。

背景技术

聚酯树脂是二元酸和多元醇经缩聚反应而成的聚合物；不饱和聚酯树脂(UPR)是不饱和二元酸与二元醇，或者饱和二元酸与不饱和二元醇缩聚，是相对分子质量在1000～3000、主链上含有不饱和双键的低聚物，低聚物的化学结构决定着UPR的结构、种类和交联产物的性能。UPR具有无溶剂施工、硬度高、耐磨、耐热、耐溶剂等性能，应用范围较为广泛，但由于不饱和聚酯树脂固化时易受空气中氧气的阻聚作用，表里干性不一，容易引起表面发粘，常用表面薄膜覆盖法和添加石蜡的方法来改进表干性，给施工操作带来不利。为了解决普通不饱和聚酯树脂在常温固化过程中，因受空气中氧的阻聚而出现表面发黏不干等问题，因此，人们在合成树脂时引入适量的气干性单体，它的吸氧性能使树脂在空气存在的条件下聚合固化，从内在改进气干性，进而改善表面发黏现象，使漆膜表面光滑平整，具有良好的打磨性，克服了普通不饱和聚酯树脂的施工局限性和漆膜干性差的缺点。

气干型UPR是分子结构中含有非芳族的不饱和键，可用适当引发交联，在常温就成为热固型的树脂，它是一种新颖的常温快干嵌填的无溶剂新材料，涂膜外观丰满，透明性好，光泽度高，不易沾污，耐热、耐磨、耐溶剂，具有经久保光保色的特点，是当今风靡国内外的高级木器漆最好的饰面材料之一，性能优异，典雅华贵；也广泛地应用于金属表面的底基嵌填，特别适用于汽车、火车、飞机、机车等表面的填平或修补，成为国内现有腻子材料更新换代的理想产品。

气干型不饱和聚酯树脂的制备主要有以下种技术路线：

一种是用干性油改性不饱和聚酯，干性油和半干性油是不饱和脂肪酸的甘油酯，常用的干性油有大豆油、亚麻油、脱水蓖麻油、藏红花油、棉子油、桐油等，其分子中含有多个间隔或共轭双键，吸收空气中氧成膜，隔绝了氧气对不饱和聚酯的阻聚作用，从而赋予树脂气干性。将不饱和脂肪酸引入到聚酯分子中的方法有：①作为二元醇引入；②通过Diels-Alder反应引入；③作为脂肪酸引入。该种树脂可用于涂料，也可用于腻子。

另一种是用异氰酸酯，如TDI、MDI和PAPI等对不饱和聚酯进行改性，利用异氰酸根交联成膜而隔绝氧气对不饱和聚酯树脂的阻聚作用。

第三种含环状烯结构聚酯树脂，具有环状烯分子双键邻近碳原子上的氢比较活泼，失去α-H的自由基能与双键发生ρ-π共轭而使其稳定，使得含有环状烯结构的不饱和聚酯具有气干性。环状烯结构中的双键在树脂固化时是非活性的，双环戊二烯、四氢苯酐是这类物质的代表。

第四种含缩醛环结构的聚酯，在缩醛环结构中，醛碳原子受到两个醚氧键吸电子的作用，而使与其相连的氢原子容易失去，使得聚酯具有了气干性。甘油和甲醛在酸催化下生成五元环和六元环化合物，利用生成物中剩余的一个羟基，可将缩醛环引入到聚酯分子中；最为常用的是引入季戊四醇二烯丙基醚，季戊四醇与丙烯醛在酸催化下生成季戊四醇二烯丙基醚，其分子中的双键可与不饱和聚酯中的羟基发生醚化反应，从而将缩醛环引入到聚酯分子中。