[發明專利]一種不飽和聚酯樹脂的合成方法

有效

• 申請號: 200810047166.3
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101250256A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 秦巖;趙亮;黃志雄;梅啟林;王雁冰;黃正群;袁露
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08G63/52
• 分類號: C08G63/52
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及高分子聚合物技術領域，特別涉及一種可再生植物油合成不飽和聚酯樹脂的方法。

背景技術

近年來，合成樹脂已成為產量最高，需求量最大的合成材料，其中不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂中用量最大的，不飽和聚酯樹脂目前主要是改進樹脂配方，生產具有特殊功能的樹脂，拓寬其應用領域，但這些都是應用化工的原料，樹脂合成的成本相對較高，也浪費資源。因此，節約成本，利用可再生資源已成為當今發展趨勢。

中國專利CN1283645A公開了題為“不飽和聚酯的制造方法和不飽和聚酯樹脂組成物”，該方法用多元醇將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚，向解聚產物添加馬來酸酐，使它們互相反應，將二聚環戊二烯添加到反應混合物中，發生加成反應，然后在得到的反應產物中添加多元醇和多元酸，發生縮聚反應。該方法還公開了含有不飽和聚酯和可聚合不飽和單體的不飽和聚酯樹脂組合物，以及含有不飽和聚酯樹脂組合物的模塑料。該方法應用了廢棄的PET來制備不飽和聚酯樹脂，可使合成成本降低。

中國專利CN1283684C公開了題為“改良的環氧酯樹脂及制備方法”，該方法用順酐化化植物油、失水蘋果順酐樹脂改性環氧樹脂，主要應用植物油脂肪酸鏈中的共軛雙鍵與順酐進行Deils-Alder加成反應，所得的順酐化植物油再與環氧樹脂進行酯化反應。該方法主要應用了植物油脂肪鏈上的雙鍵的特性，改性環氧樹脂。

在《涂料工藝》一書中提到用植物油脂來改性醇酸樹脂，涉及的醇解法制造醇酸樹脂將油進行甘油解反應得到主要產物甘油一酸酯，將其視為脂肪酸改性的二元醇，與苯二甲酸反應制備醇酸樹脂。本發明則是參考此種方法，將植物油與多元醇進行酯交換反應，得到主產物一酸酯，在典型不飽和聚酯樹脂原料配方中引入此種一酸酯，完全代替常規的二元醇，與不飽和酸酐反應合成一種新型的不飽和聚酯樹脂。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可再生植物油合成不飽和聚酯樹脂的方法，該方法可制備性能優異的樹脂，并且生產成本可以降低。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：由可再生植物油與有機多元醇進行醇解反應生成一酸酯，將其視作改性的二元醇并引入不飽和聚酯樹脂的合成工藝中，完全替代常規二元醇，合成不飽和聚酯，然后與交聯劑混合，獲得不飽和聚酯樹脂。以質量計，該樹脂由可再生植物油30～70％、有機多元醇15～40％、有機不飽和酸或酸酐8～30％、有機飽和酸或酸酐5～30％、催化劑0.005～0.5％、阻聚劑0.001～0.1％和交聯劑25～50％制成。

本發明可以制得穩定的不飽和聚酯樹脂，反應設備與常規的不飽和聚酯合成相同。與現有技術相比，所制備的不飽和聚酯樹脂具有以下主要的優點：

其一.性能優異：該樹脂的硬度、拉伸強度及彎曲強度較好，并且色澤好、黏度適中，熱穩定性好、耐堿性較好、柔韌性能良好(見表1和表2)。

其二.采用可再生資源植物油脂為原料，大大的降低了生產成本。

其三.合成工藝簡單，固化收縮率較低。

其四.應用前景好：可用于其它脆性樹脂的增韌和原子灰制品的制造，適合手糊、纏繞和噴射等各種復合材料成型工藝。

具體實施方式

本發明提供的不飽和聚酯樹脂的合成方法，具體是由可再生植物油與有機多元醇進行醇解反應生成一酸酯，將其視作改性的二元醇并引入不飽和聚酯樹脂的合成工藝中，完全替代常規二元醇，合成不飽和聚酯，然后與交聯劑混合，獲得不飽和聚酯樹脂。以質量計，所述的不飽和聚酯樹脂由可再生植物油30～70％、有機多元醇15～40％、有機不飽和酸或酸酐8～30％、有機飽和酸或酸酐5～30％、催化劑0.005～0.5％、阻聚劑0.001～0.1％和交聯劑25～50％制成。

本發明提供的不飽和聚酯樹脂的合成方法，可采用包括以下步驟的方法：

(1)配料：按配方稱取可再生植物油、有機多元醇、有機不飽和酸或酸酐、有機飽和酸或酸酐、催化劑、阻聚劑和交聯劑；

(2)醇解、縮聚反應：向反應釜投入可再生植物油、有機多元醇和催化劑，在充入N₂保護的情況下攪拌，并在200～240℃溫度下醇解反應0.5～1.5h，然后將醇解反應溫度逐漸降至160～200℃，再加入有機不飽和酸或酸酐、有機飽和酸或酸酐，保持該溫度3.5～5h進行縮聚反應，在酸值達到40～60mgNaOH/g時即為縮聚反應終點，最后加入阻聚劑；

(3)稀釋：縮聚反應后，使溫度降到120～130℃，再與交聯劑共混，攪拌均勻降溫至室溫，即得到不飽和聚酯樹脂。