[發(fā)明專利]專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310459220.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN103524685A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦錄平;徐大云;陸震信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州天馬瑞盛復(fù)合材料有限公司
• 主分類號(hào): C08F283/01
• 分類號(hào): C08F283/01;C08G63/676;C08G63/78;C08L51/08
• 代理公司: 常州市江海陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 孫曉暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不飽和聚酯樹脂及其制備方法，尤其涉及一種專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)玻璃鋼行業(yè)的發(fā)展，玻璃鋼拉擠成型技術(shù)更是得到迅猛發(fā)展，使得拉擠成型的玻璃鋼產(chǎn)品的品種不斷擴(kuò)大，而礦業(yè)用錨桿即為玻璃鋼拉擠成型技術(shù)中新開發(fā)的一種產(chǎn)品。

普通錨桿主要是由作為基體材料的不飽和聚酯樹脂和作為增強(qiáng)材料的玻璃纖維制成，其中玻璃纖維是承受應(yīng)力的主要部分，而不飽和聚酯樹脂則主要起均衡載荷的作用，因此普通錨桿對(duì)于不飽和聚酯樹脂的力學(xué)性能要求不高。

礦業(yè)用錨桿是一種用于地下礦道或者隧道墻壁的加固件，這種作為加固應(yīng)用的錨桿必須要求承受較高的抗拉強(qiáng)度和剪切應(yīng)力，因此礦業(yè)用錨桿對(duì)于不飽和聚酯樹脂的抗拉性能要求較高，通常要求固化后樹脂的拉伸強(qiáng)度55MPa，尤其是要求斷裂伸長率≥4.0%。

而現(xiàn)有的不飽和聚酯樹脂在固化后，在拉伸強(qiáng)度能夠滿足≥55MPa的情況下，其斷裂伸長率通常都不到2.0%，因此，不適宜制造礦業(yè)用錨桿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于解決上述問題，提供一種斷裂伸長率在4.0%以上的專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂。

本發(fā)明的目的之二在于提供上述不飽和聚酯樹脂的制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的技術(shù)方案是：一種專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂，它是由鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、丙二醇以及一縮二乙二醇按照1∶2∶（0.7～0.8）∶（2.0～2.5）的摩爾比制成。

不飽和聚酯樹脂的物化性能主要取決于其分子鏈上的結(jié)構(gòu)單元，而結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)t取決于所用的組分及其配比。本發(fā)明選擇價(jià)格低廉的鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐作為二元酸，并且將它們的摩爾比限定為1∶2，這樣能夠確保具有較好的力學(xué)性能。另外，考慮到一縮二乙二醇與不飽和交聯(lián)單體的相容性，特別是隨著縮聚物的分子量增大，相容性更差，因此，本發(fā)明選擇少量丙二醇與之進(jìn)行復(fù)配組成二元醇，這樣不但能確保與不飽和交聯(lián)單體的相容性，而且還能有效改善綜合物化性能。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之二的技術(shù)方案是：一種上述專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂的制備方法，具有以下步驟：①將鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、丙二醇以及一縮二乙二醇按照摩爾比加入到反應(yīng)釜中，在160℃～210℃的溫度下進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，得到縮聚物；②將步驟①得到的縮聚物加入到苯乙烯中，在50℃～85℃的溫度下攪拌稀釋均勻，即得專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂。

不飽和聚酯樹脂的綜合物化性能不僅與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其分子量密切相關(guān)。而通過采用酸值和粘度來控制反應(yīng)終點(diǎn)，即能夠有效控制不飽和聚酯樹脂的最佳分子量，進(jìn)一步提高不飽和聚酯樹脂的綜合物化性能。

因此，上述步驟①所述的熔融縮聚反應(yīng)的終點(diǎn)為反應(yīng)釜中物料的Gardner氣泡粘度達(dá)到H～I(xiàn)、酸值達(dá)到26mgKOH/g～32mgKOH/g。

本發(fā)明具有的積極效果：本發(fā)明通過選擇合適的組分及其配比來制備不飽和聚酯樹脂，并在制備過程中通過酸值和粘度來控制反應(yīng)終點(diǎn)，從而有效控制不飽和聚酯樹脂的最佳分子量，最終可以得到綜合物化性能優(yōu)異的不飽和聚酯樹脂，尤其是斷裂伸長率可達(dá)到4.0%以上。采用該不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維增強(qiáng)材料一起通過玻璃鋼拉擠成型工藝生產(chǎn)出的礦業(yè)用錨桿，不但性能優(yōu)異，而且價(jià)廉物美。

具體實(shí)施方式

（實(shí)施例1）

本實(shí)施例的專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂由鄰苯二甲酸酐（簡稱PA，下同）、順丁烯二酸酐（簡稱MA，下同）、丙二醇（簡稱PG，下同）以及一縮二乙二醇（簡稱DEG，下同）按照1∶2∶0.72∶2.32的摩爾比制成。

具體制備方法如下：

①將PA、MA、PG以及DEG按照上述摩爾比加入到反應(yīng)釜中，先升溫至160℃緩慢反應(yīng)0.5h，然后緩慢升溫至205℃～210℃保溫反應(yīng)。

當(dāng)反應(yīng)釜中物料的Gardner氣泡粘度達(dá)到H～I(xiàn)、酸值達(dá)到29mgKOH/g時(shí)（本實(shí)施例為反應(yīng)10h左右），停止反應(yīng)，得到縮聚物。

②將步驟①得到的縮聚物抽入已加入苯乙烯的稀釋釜中（縮聚物與苯乙烯的重量比65∶35），升溫至70℃攪拌稀釋均勻，即得專用于制造礦業(yè)用錨桿的不飽和聚酯樹脂成品。

測(cè)定該不飽和聚酯樹脂成品的化學(xué)性能以及物理性能，結(jié)果見表2。

（實(shí)施例2～實(shí)施例3）

各實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處見表1和表2。

表1