[发明专利]室温固化的无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料及其制备方法

说明书

本发明公开了室温固化的无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料及其制备方法。该制备方法先制备含双键的氨基甲酸酯加成物，然后将含双键的氨基甲酸酯加成物和丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体为交联组分，将无苯乙烯的不饱和聚酯与交联组分在70～80℃下搅拌3～5小时，混合均匀，得到无苯乙烯的不饱和聚酯/交联组分体，加入固化促进剂含铁化合物和含硫醇基的硫醇化合物，搅拌均匀；再将组成复合引发剂的高温引发剂和低温引发剂依次加入并搅拌均匀，得到含复合引发体系的混合树脂。本发明不使用存在致癌风险且颜色较深的含钴化合物作为固化促进剂，实现在室温下引发不饱和聚酯树脂的固化反应，树脂具有优异的力学性能，且无色。

技术领域

本发明涉及一种无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料及其制备方法，特别是涉及一种不使用含钴化合物的室温引发体系，在室温下引发固化反应的无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料及其制备方法。

背景技术

在传统的不饱和聚酯树脂的加工过程中，苯乙烯是最常用的活性稀释单体，而苯乙烯在室温下的饱和蒸气压较高，容易挥发，且具有刺激性的特殊气味，对眼睛和上呼吸道粘膜具有刺激作用，故其挥发性和毒副作用必然会对环境和操作人员的健康造成极大的危害。若是能选择或设计并合成蒸气压低、挥发性和毒副作用较小的交联单体代替苯乙烯，则能够减小或消除由苯乙烯导致的对操作人员和环境的危害；同时，还能够有效地减少苯乙烯在生产、运输和使用过程中的挥发对生态环境产生的负面影响。

在不饱和聚酯树脂固化、成型的过程中，引发剂过氧化甲乙酮(MEKP)和促进剂异辛酸钴的组合是最常用的、经典的室温引发体系。少量的异辛酸钴的存在即可在室温下引发MEKP分解而产生自由基，从而引发不饱和聚酯与其固化组分的交联固化反应。异辛酸钴是一种性能优异的固化促进剂，广泛应用于传统的用苯乙烯作交联组分的不饱和聚酯树脂体系的固化反应的室温引发体系中。异辛酸钴本身呈紫红色，容易使固化后的不饱和聚酯树脂产物带有颜色，对于一些要求浅颜色或无色透明的不饱和聚酯制品来说无法使用异辛酸钴作为促进剂。另一方面，含钴化合物已被怀疑有致癌风险，欧洲化学署已经将钴盐归类为致癌物1B级。因此，使用不含异辛酸钴或其它钴化合物的新型室温引发体系对于无苯乙烯的不饱和聚酯树脂体系的实际应用具有重要的意义和极其广阔的应用前景。

发明内容

针对传统的不饱和聚酯树脂使用苯乙烯作为交联组分所带来的对操作人员的健康和对环境的危害，以及用钴化合物作促进剂所带来的潜在的致癌风险和使不饱和聚酯固化树脂带有颜色的问题，本发明旨在提供一种不含苯乙烯和钴化合物，环境友好的，能解决固化树脂材料的颜色问题，可室温固化的不饱和聚酯树脂材料及其制备方法。

本发明制备的不饱和聚酯树脂材料完全不含传统的不饱和聚酯树脂的交联组分苯乙烯，因而最大限度地减小了苯乙烯固有的挥发性和毒副作用对人类健康和生态环境的负面影响；同时，本发明在不用钴化合物作为促进剂的情况下实现了室温固化，不仅完全避免了钴化合物的潜在的致癌风险，还解决了固化树脂材料的颜色问题。本发明所制备的无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料呈无色透明状，具有较优异的力学性能。

本发明以单纯的(即不含苯乙烯的)不饱和聚酯为基本原料，以所设计与合成的具有不同结构的含双键的氨基甲酸酯加成物作为不饱和聚酯树脂的交联组分之一，以挥发性小、毒副作用小的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体作为不饱和聚酯树脂的另一交联组分，将一定比例的不饱和聚酯/交联组分在一定条件下混合均匀，得到含交联组分的混合树脂；然后，将所设计和选择的含有低温引发剂和高温引发剂的复合引发剂，与用作固化促进剂的含铁化合物和含硫醇基(-SH)的硫醇化合物组成的室温固化的引发体系，将这一引发体系用于所制备的含交联组分的混合树脂的固化，使其在室温下固化成型，从而制得无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料。固化后的树脂呈无色透明状，没有用含钴化合物作固化促进剂所固有的颜色，且能够表现出较优异的力学性能。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

室温固化的无苯乙烯的不饱和聚酯树脂材料的制备方法，包括以下步骤：