[发明专利]一种对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂，其通过三步法工艺合成，反应体系包括以下重量百分比的组分：第一步，对苯二甲酸14～20％，甲基丙二醇18～23％，三羟甲基丙烷3‑4％，催化剂0.02％；第二步，顺酐33～40％，二元醇19～21％，抗氧剂0.06‑0.07％；第三步，顺酐3％，阻聚剂0.02‑0.03％。本发明采用三步法工艺合成对苯二甲酸型SMC/BMC不饱和聚酯树脂，不需要加压工艺，饱和二元酸全部采用对苯二甲酸，不用除对苯二甲酸之外的其他饱和二元酸，可以合成出与苯乙烯相容性好、树脂透明度好、物理机械性能良好的聚酯树脂。该树脂用于SMC/BMC产品，可以提高耐热、机械强度等性能。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂广泛应用于工业、农业、国防和建筑等行业，尤其是SMC、BMC等模压增强不饱和聚酯，由于其强度大、部件尺寸稳定，发展很快。目前，聚酯玻璃钢中聚酯消耗量已占聚酯总消耗量的70％-80％。目前化工企业常见的不饱和聚酯树脂用于SMC/BMC基体树脂都是以邻苯型不饱和聚酯为主，用对苯型不饱和聚酯树脂为基体树脂，与玻纤浸润性好，并且耐热耐水性能、耐化学性性能都有提高，因此我们提出用对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂应用于SMC/BMC。

对苯型不饱和聚酯树脂是近年开发成功的新产品。具有线形结构的对苯二甲酸替代邻苯二甲酸，其羧基处于苯环的对位上，相互作用小，化学性质比较稳定，所以表现出较好的耐化学腐蚀性能同时，聚酯大分子结构对称，排列整齐，所以表现出良好的电性能、机械性能和耐热性能。其耐化学腐蚀性和耐热性尤为突出，超过间苯型不饱和聚酯树脂、更是邻苯型不饱和聚酯树脂所不能比拟，而价格比间苯型不饱和聚酯树脂低廉，与邻苯型不饱和聚酯树脂相当。

但是，对苯型不饱和聚酯树脂合成过程中对苯二甲酸的羧基处于苯环的对位上，相互作用小，化学性质比较稳定，与二元醇的反应活性差，需要强酸做催化剂、高温加压等条件才能反应，而且反应时间也较长，合成的聚酯与苯乙烯相容性较差，极容易分层而失去使用价值。在合成对苯型不饱和树脂的过程中，一般的做法是二步法，要加压合成，这个工艺对于很多树脂厂有难度，设备要求高，主要由于第一步合成的醇沸点太低，如不加压很难与对苯二甲酸反应完全。

发明内容

本发明的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种与苯乙烯相容性好、树脂透明度好、机械物理性能良好的对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂。

为了实现以上发明目的，本发明提供了一种对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂，其通过三步法常压工艺合成，反应体系包括以下重量百分比的组分：第一步，对苯二甲酸14～20％，甲基丙二醇18～23％，三羟甲基丙烷3-4％，催化剂0.02％；第二步，顺酐33～40％，二元醇19～21％，抗氧剂0.06-0.07％；第三步，顺酐3％，阻聚剂0.02-0.03％。

优选地，本发明的对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂还包括苯乙烯，苯乙烯的含量为基于苯乙烯与所述反应体系重量之和的30％-40％。更优选地，苯乙烯的含量为30％-31％。优选地，还含有总重量0.01％异辛酸铜。

优选地，所述催化剂是单丁基氧化锡。

优选地，所述抗氧剂是亚磷酸三苯脂。

优选地，所述阻聚剂是甲基对苯二酚。

优选地，所述二元醇是乙二醇或丙二醇或二者的混合。

另一方面，本发明还提供了所述的对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：投入所述第一步的湿料和助剂，搅拌均匀后，在搅拌下投入干料，投完料后，供氮气，升温，馏温控制在不超过103℃，最高料温度不超过215℃，当取样物料透明、酸值小于5mgKOH/g时，停止加热，降温；