[發明專利]一種硼酸改性不飽和聚酯及其制備方法

有效

• 申請號: 202011343404.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112457478B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張聰
• 申請（專利權）人: 廣東晨寶復合材料股份有限公司
• 主分類號: C08G63/698
• 分類號: C08G63/698;C08G63/78
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了一種硼酸改性不飽和聚酯及其制備方法。本發明通過將硼酸作為酸類反應單體參與到不飽和聚酯的合成中，將硼元素修飾到不飽和聚酯的鏈段上，達到分子層面混合，進而讓改性后的不飽和聚酯具有良好的力學性能、高溫穩定性和阻燃性。

技術領域

本發明涉及聚酯樹脂技術領域，具體涉及一種硼酸改性不飽和聚酯及其制備方法。

背景技術

不飽和聚酯是一種具有酯鍵和不飽和雙鍵的高分子化合物，通常是由二元羧酸和二元醇通過縮聚反應合成的，應用時，通過自由基聚合可制成多種型材被廣泛用于建筑、造船、汽車工業、化工設備、電子電氣等領域。然而，不飽和聚酯樹脂與其它大多數高分子材料一樣，由于碳氫含量高，高溫穩定性和阻燃性能較差，很容易燃燒，且燃燒時產生大量的有害濃煙。不飽和聚酯樹脂的阻燃技術分為添加型和反應型兩種，添加型阻燃不飽和聚酯樹脂是指在已反應完成的樹脂中加入氫氧化鋁、磷酸酯、三氧化二銻等阻燃劑以達到阻燃效果的樹脂，存在影響透光性、熱穩定性、阻燃耐久性差等問題，且阻燃劑的添加量較高才能達到一定的阻燃效果，而這會嚴重影響材料的力學性能和加工流動性。反應型阻燃不飽和聚酯樹脂大多數使用鹵系阻燃劑，不飽和樹脂中引入鹵素阻燃后，能達到很好的阻燃效果，但鹵素的引入，燃燒時產生大量的煙和腐蝕性的有毒氣體，對環境和人身生命安全構成嚴重威脅。因此，需要對不飽和聚酯分子進行化學改性，提升成品的高溫穩定性和防火阻燃性，進一步擴大不飽和聚酯的應用領域。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種硼酸改性不飽和聚酯制備方法，該制備方法簡單可行，且制備得到的硼酸改性不飽和聚酯具有良好的高溫穩定性和阻燃性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種硼酸改性不飽和聚酯的制備方法，所述硼酸改性不飽和聚酯包括以下重量份的組分：

A組分：順酐10～30份、硼酸1～20份、苯酐0～22份、苯甲酸0～3份和二元醇或多元醇0～70份；

B組分：阻聚劑0.0001～0.003份和稀釋劑20～50份；

所述硼酸改性不飽和聚酯的制備方法為：將A組分加入反應容器內，升溫至150～170℃，保溫1～2h，然后逐步升溫至192～205℃反應直至體系酸值小于65mgKOH/g，椎板粘度為100～300cps@130℃，開始抽真空脫水，直到反應容器內體系酸值小于35mgKOH/g，椎板粘度為250～1000cps@130℃，降溫到110℃后加入阻聚劑和稀釋劑，繼續降溫到室溫，得到所述硼酸改性不飽和聚酯；

或將A組分中的順酐、硼酸、苯酐、苯甲酸中的至少一種，以及二元醇或多元醇中的至少一種加入反應釜，升溫至120～170℃，保溫1～2h，然后逐步升溫180～205℃，保溫反應直至體系酸值小于5mgKOH/g，降溫至130℃以下，加入A組分的剩余部分，繼續升溫至150～170℃，保溫1～2h，然后逐步升溫188～205℃，保溫反應直至體系酸值小于，開始抽真空脫水，直到反應容器內體系酸值小于65mgKOH/g，椎板粘度為250～1000cps@130℃，降溫到110℃后加入阻聚劑和稀釋劑，繼續降溫到室溫，得到所述硼酸改性不飽和聚酯。

在目前的應用中，一般通過在已反應完成的不飽和聚酯中加入硼酸進行物理共混改性，以達到改善樹脂性能的目的，但共混改性方法中不飽和聚酯與硼酸的混合程度較差，無法實現分子層面的混合，也容易降低不飽和聚酯的穩定性。由于硼酸結構上具有三個氫氧鍵，有一定的酸度，本發明利用其反應活性，將硼酸作為酸類反應單體參與到不飽和聚酯的合成中，將硼元素修飾到不飽和聚酯的鏈段上，達到分子層面混合，進而讓改性后的不飽和聚酯表現出更好的高溫穩定性和阻燃性。此外，相較于現有在已反應完成的樹脂中加入氫氧化鋁、三氧化二銻等阻燃劑進行阻燃改性的方法，本發明的改性方法能夠避免改性后樹脂的透光性明顯降低的問題。

本發明通過優選A組分和B組分的原料用量以及反應條件，確保制備得到的硼酸改性不飽和聚酯具有良好的力學性能、高溫穩定性和阻燃性。