[发明专利]一种高性能对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高性能对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法及其应用。具体步骤包括：第一步：在氮气保护下，将对苯二甲酸，羟基化合物，封端剂加入反应釜中，搅拌并升温至165‑184℃，然后以第一升温速度升温至200‑230℃，反应至物料透明，得到物料一；第二步：将物料一降温至30‑55℃，加入有机酸酐，升温至150‑165℃，然后以第二升温速度升温至200‑230℃，反应至酸值A，得到物料二；第三步：将物料二降温至120‑165℃，加入交联剂和阻聚剂，继续降温至60‑70℃，搅拌反应1‑4h，即得产物。本发明具有以下优点：实际操作性强，成品性能优异，综合生产成本和性能，极大程度提升了对苯型不饱和聚酯树脂的生产效率和应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高性能对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法及其应用。

背景技术

不饱和聚酯树脂泛指饱和二元酸，不饱和二元酸和多元醇缩聚形成线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释，在室温下即可固化成型，是热固性树脂中最为常见的类型；固化后树脂的机械性能好，具有较高的拉伸、弯曲、压缩强度，耐化学腐蚀性强，介电性能优异，尤其适用于大型、大批量需求的玻璃钢制品领域生产。苯二甲酸的三种异构体间苯二甲酸、邻苯二甲酸、和对苯二甲酸均可以应用于制备不饱和聚酯树脂，上世纪40年代人们成功使用邻苯二甲酸制得不饱和聚酯树脂，50年代初间苯型不饱和聚酯树脂逐渐进入市场，但是邻苯型不饱和聚酯树脂的耐热性、耐腐蚀性较差，仅可用于凉水塔等设设备的增强外壳等，间苯型不饱和聚酯树脂相比邻苯型树脂有较大提升，但间苯二甲酸的来源有限、价格高昂，极大程度限制了间苯型不饱和聚酯树脂的生产应用；在这一背景下，对苯二甲酸产量高、价格低的特点赋予了对苯型不饱和聚酯树脂极大的价格成本优势，同时制得的对苯型不饱和聚酯树脂成品具有优异的力学性能和耐腐蚀性，采用对苯二甲酸制得不饱和聚酯树脂并进一步合成不饱和聚酯树脂基(UPR)玻璃钢不管是在经济价值还是实际应用角度均有立项的必要性。

尽管对苯二甲酸合成不饱和聚酯树脂的优势明显，但实际生产过程中其熔点高、在醇中溶解性差、反应难度大的缺陷难以避免，生成的聚酯产物与苯乙烯的相容性差，长期储存时不饱和聚酯的稳定性不尽如人意，容易出现不透明、易分层现象，极大程度限制了对苯型不饱和聚酯树脂的生产，不利于对苯型不饱和聚酯树脂基(UPR)玻璃钢的深入推广及应用。中国专利CN200610025003.6公开了一种用对苯二甲酸水洗残渣生产对苯型不饱和聚酯树脂的方法，利用对苯二甲酸水洗残渣中对苯二甲酸全部代替苯酐与二元醇反应，对甲基苯甲酸主要作为端基封闭剂参与反应。该方法包括在所述对苯二甲酸水洗残渣中加入二元醇和复合催化剂进行酯化缩聚反应，再加入不饱和二元酸进一步进行酯化缩聚反应，最后加入交联剂进行交联反应。该技术旨在改善对苯二甲酸水洗残渣的污染问题，合成出与交联剂相容性好、耐热性强的聚酯树脂。但是该现有技术制得的对苯型不饱和聚酯树脂的机械性能提升有限(产物的拉伸强度最高53MPa，弯曲强度最高91MPa)，不能应对更持久的施工性要求，限制了对苯型不饱和聚酯树脂以及UPR的广泛应用。基于此，制备一种力学性能优异，长效透明，经济实用的对苯型不饱和聚酯树脂成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明通过提供一种高性能对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法，解决了现有技术中对苯型不饱和聚酯树脂合成难度大，且使用过程中难以保持透明、不分层稳定状态的缺陷，实现了一种力学性能优异，长效透明，经济实用的对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法。

本发明第一方面提供了一种高性能对苯型不饱和聚酯树脂的制备方法，具体步骤包括：

第一步：在氮气保护下，将对苯二甲酸，羟基化合物，封端剂加入反应釜中，搅拌并升温至165-184℃，然后以第一升温速度升温至200-230℃，反应至物料透明，得到物料一；

第二步：将物料一降温至75-100℃，加入有机酸酐，升温至150-165℃，然后以第二升温速度升温至200-230℃，反应至酸值A，得到物料二；