[發(fā)明專利]一種不飽和酸改性納米復(fù)合聚酯樹脂材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410295102.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104072680A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊東明;劉靜;陳恒志;程杰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08F212/08;C08K9/04;C08K3/36;C08K3/22
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于樹脂復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不飽和酸改性的不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

不飽和聚酯樹脂(UPR)原料易得、價(jià)格低廉，是合成樹脂的一個(gè)重要品種。UPR具有良好的力學(xué)性能、電性能和耐腐蝕性能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑和國防等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。UPR的工藝性能優(yōu)良，在室溫下具有適宜的粘度，可以在常溫常壓下固化成型，但是它的固化物具有強(qiáng)度低、韌性較差、收縮率大、易開裂等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用范圍。為了滿足不同領(lǐng)域的需求，擴(kuò)大不飽和聚酯樹脂的應(yīng)用范圍，有必要進(jìn)一步提高UPR的性能。近來的研究表明，將納米級的無機(jī)粒子分散在聚合物中，是提高基體力學(xué)、耐熱等性能的一個(gè)新方法。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料不同，聚合物與無機(jī)材料在納米尺度的復(fù)合能充分地將聚合物與無機(jī)納米材料的優(yōu)異性能結(jié)合在一起，能大為提高UPR的性能，擴(kuò)大不飽和聚酯樹脂的應(yīng)用范圍。

現(xiàn)有的不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料及其制備方法，如2012年8月1日公布，公布號為CN102617805A的“一種反應(yīng)性納米SiO₂原位聚合改性不飽和聚酯樹脂的方法”專利，公開的方法是：將二元醇、二元酸加入到聚合反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，體系酸值為10-50mgKOH/mg時(shí)反應(yīng)結(jié)束，降溫并添加阻聚劑、石蠟、交聯(lián)劑；所述的反應(yīng)性納米SiO₂屬于原位表面修飾的納米二氧化硅，將其于聚合反應(yīng)的不同時(shí)期加入。該專利的主要缺點(diǎn)是：在生產(chǎn)過程中加入納米顆粒，由于納米顆粒表面有大量的羥基，將與脂肪酸發(fā)生表面反應(yīng)，從而影響不飽和聚酯的生產(chǎn)，操作難以控制，產(chǎn)品的穩(wěn)定性不能保證。又如2003年11月12日公開，公開號為CN1454931A的“一種不飽和聚酯樹脂納米復(fù)合材料的制備方法”專利，公開的制備方法是：將納米材料直接加入到不飽和聚酯樹脂原料反應(yīng)體系中，經(jīng)縮聚反應(yīng)和交聯(lián)后直接生成不飽和聚酯樹脂納米復(fù)合材料。該專利的主要缺點(diǎn)是：(1)納米材料極易團(tuán)聚，很難在不飽和聚酯樹脂原料反應(yīng)體系得到有效的分散，從而難以發(fā)揮納米材料的功能。(2)納米材料與有機(jī)介質(zhì)中相溶性差，它的表面原子和聚酯中的氧鍵不容易結(jié)合，從而難以起到提高樹脂性能的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料及其制備方法的不足，提供一種不飽和酸改性納米復(fù)合聚酯樹脂材料的制備方法，具有納米氧化物分散穩(wěn)定性好，產(chǎn)品性能優(yōu)良，工藝流程短，操作簡便，易于工業(yè)化塵產(chǎn)等特點(diǎn)。

本發(fā)明機(jī)理：通過納米氧化物表面極化的羥基與不飽和酸的羧基發(fā)塵酯化反應(yīng)，在納米顆粒表面引入帶有雙鍵的長碳鏈；表面接枝有雙鍵碳鏈的納米顆粒，通過物理纏繞或化學(xué)鍵結(jié)合的方式，均勻嵌入到不飽和聚酯樹脂的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，能有效的提高復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能等。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種不飽和酸改性納米復(fù)合聚酯樹脂材料的組分及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：

其中：所述不飽和酸為油酸、亞油酸、亞麻酸等中的一種；

所述納米氧化物為納米氧化鋅、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁及納米氧化鋯等中的一種；

所述引發(fā)劑為有機(jī)過氧化物，即過氧化甲乙酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯等中的一種；

所述阻聚劑為甲基氫醌或?qū)Ρ蕉踊?，5-二叔丁基對苯二酚或?qū)αu基苯甲醚。

一種不飽和酸改性納米復(fù)合聚酯樹脂材料的制備方法，先對納米氧化物的表面進(jìn)行有機(jī)改性，制備不飽和酸接枝納米氧化物；然后在不飽和聚酯樹脂中依次加入苯乙烯、不飽和酸接枝納米氧化物、引發(fā)劑和阻聚劑，攪拌混合均勻制得不飽和酸改性納米復(fù)合聚酯樹脂材料產(chǎn)品。所述方法的具體步驟如下：

(1)制備不飽和酸接枝納米氧化物