[發明專利]聚酯成膜劑及玻璃纖維浸潤劑復合物

有效

• 申請號: 201410544928.6
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104311807A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 黃偉九;陳志
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C08G63/52
• 分類號: C08G63/52;C08G63/78;C08J5/08;C03C25/32
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 譚春艷

技術領域

本發明涉及一種聚酯成膜劑，本發明還涉及一種玻璃纖維浸潤劑復合物，屬于化學助劑領域。

背景技術

在玻璃纖維及其制品的生產和應用過程中，浸潤劑起著不可替代的關鍵作用，而成膜劑是浸潤劑中最關鍵的組分，其性能直接決定了浸潤劑的效果，對原絲和紗的性能品質都具有重要影響，其用量占浸潤劑組分的比重最高可達20-30％。其作用是在拉絲和卷繞時，將玻璃纖維單絲粘結成原絲，在后續加工工序中保護纖維，并賦予纖維良好的加工性能和成型性能，以滿足不同品種玻璃纖維制品的工藝要求。

成膜劑的性能主要取決于它的分子結構和分子量，對玻纖的硬挺度、集束性、切割性、分散性、浸透性等起著關鍵作用，同時也對玻纖的加工性能和玻璃鋼制品性能起著決定性影響。成膜劑的分子鏈結構主要影響成膜劑分子與其他基體樹脂的相容性以及同玻璃纖維的粘結能力大小：成膜劑分子合成單元結構越不對稱，其相容性越好；分子結構中含有陽離子官能團能顯著增強與玻纖的粘結能力，提高樹脂的浸透性。成膜劑的分子量及分布對其性能影響重大：通常而言，分子量越大，紗線硬挺度越大，成膜劑在烘制過程中遷移性越小以及在玻璃纖維與基體樹脂的界面作用力越強；分子量越小，在烘制過程中遷移性加快，在玻璃纖維與基體樹脂浸透性增強；分子量分布越窄，玻纖應力越均勻，玻纖復合材料性能越穩定。

當前，浸潤劑配方中使用的成膜劑類型主要為聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等，其中聚脂樹脂成膜劑是由飽和的或不飽和的二元醇與飽和的及不飽和的二元酸在高溫條件下經縮聚反應制得的一種線型高分子化合物，被廣泛使用到噴射紗、SMC、短切氈、纏繞紗、拉擠紗，以及方格布紡織型浸潤劑中，但在實際運用中發現以分子結構對稱型的聚酯樹脂作成膜劑時，由于其較高的結晶度導致使用后玻璃纖維柔軟性、相容性下降、浸透性變差。

發明內容

針對現有的問題，本發明的目的在于提供一種相容性、浸透性、熱穩定性和韌性均很好的聚酯樹脂成膜劑，本發明還涉及玻璃纖維浸潤劑復合物。

為了實現上述第一目的，本發明的技術方案為：一種聚酯樹脂成膜劑，其特征在于：由含芳基的不對稱取代二元醇與飽和二元酸和不飽和二元脂肪酸的縮聚產物及其復配體系，分子量為3000-6500，分子量分布在1.5-4.6之間。

本發明針對現有浸潤劑用對稱型聚酯樹脂相容性和浸透性較差等不足，提出采用含芳基的不對稱取代二元醇為原料，同時引入不飽和雙鍵，并通過控制其分子量及其分布，制備一種新型結構的含芳基不對稱聚酯成膜劑，提高聚酯樹脂與玻纖及其基體樹脂的相容性和浸透性，減少玻璃纖維復合材料中的“發白”現象，提高玻璃纖維復合材料的強度和透明度。采用不對稱取代二醇代替對稱結構的二元醇，能有效提高聚酯樹脂分子鏈的不對稱性，不對稱性的增強提高了聚酯樹脂分子與基體樹脂相容性；聚酯引入芳香基團，能有效提高聚酯的熱穩定性，增強成膜的強度和韌性；不飽和二元酸代替部分飽和二元酸，所得聚酯樹脂分子鏈中由于含有一定數量的不飽和雙鍵，能與基材中的活潑單體發生交聯反應，形成牢固的化學鍵，可有效降低樹脂結晶性能，同時加以分子量控制，可增強玻璃纖維成膜劑的粘結力和浸透性，顯著改善玻璃纖維制品的強度及外觀。

在上述方案中，優選：所述含芳基的不對稱取代二元醇為：

中的至少一種，其中R為：-H，-CH3，-CH2CH3；Ar為：含芳基的不對稱取代二元醇選擇含1-2個苯環，因為芳香基團是剛性基團，體積較大，芳香基團多了使得分子鏈聚合難度增加。所以選擇1-2個為佳。

在上述方案中，優選：所述飽和二元酸為丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中的至少一種。

在上述方案中，優選：所述不飽和二元脂肪酸為丁烯二酸、2-戊烯-1,5-二酸、3-己烯-1,6-二酸、3，5-辛二烯-1,8-二酸、3-辛烯-1,8-二酸中的至少一種或它們的酸酐。

在上述方案中，聚酯樹脂成膜劑的制備方法為按照如下步驟完成：

(1)、在反應器中依次投入含芳基的不對稱取代二元醇、飽和二元酸、攜水劑和催化劑，攜水劑重量為整個反應體系的20-40％，催化劑質量小于整個反應體系重量的1％，醇酸摩爾比為：1.1-1.2:1；

(2)、通入氮氣置換反應體系中的空氣，攪拌，升溫至160-220℃后反應2-3h；

(3)、降溫并控制溫度在155-175℃，加入飽和二元酸質量百分比15-30％的不飽和二元脂肪酸，繼續反應2-3h；

(4)、檢測酸值低于30mgKOH/g時，停止反應，減壓蒸餾，去除攜水劑、生成的水及未反應完全的醇；