耐高溫不飽和聚酯樹脂體系及其製備方法

2023-05-05 15:39:51 2

耐高溫不飽和聚酯樹脂體系及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其原料重量份數包括：不飽和聚酯樹脂100份，苯乙炔基矽烷樹脂1～100份。本發明提供的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系利用物理共混方法，將苯乙炔基矽烷樹脂溶解在不飽和聚酯樹脂中，待完全溶解後，即得一種苯乙炔矽烷樹脂改性不飽和聚酯樹脂體系。本發明製得的苯乙炔基矽烷改性不飽和聚酯樹脂具有優異的耐熱及熱氧化性能、良好的力學性能及介電性能，在國防、航空、航天等高端領域中有著極其寬廣的應用前景。
【專利說明】耐高溫不飽和聚酯樹脂體系及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及苯こ炔基矽烷改性不飽和聚酯樹脂及其製備方法。
【背景技術】
[0002]不飽和聚酯(UP)是由飽和與不飽和ニ元酸(或酸酐)與ニ元醇經縮聚反應生成的線型聚合物，其分子結構中含有非芳族的不飽和鍵，可通過適當的引發劑引發交聯反應而形成一種熱固性材料。不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11?1.20左右，固化時體積收縮率較大。エ藝性能優良是不飽和聚酯樹脂最大的優點，可以在室溫下固化，常壓下成型，エ藝性能靈活，特別適合大型和現場製造玻璃鋼製品；固化後樹脂綜合性能好，力學性能指標略低於環氧樹脂，但優於酚醛樹脂。耐腐蝕性，電性能和阻燃性可以通過選擇適當牌號的樹脂來滿足要求，樹脂顏色淺，可以製成透明製品；並且品種多，適應廣泛，價格較低。
[0003]以不飽和聚酯作為基體樹脂的玻璃鋼複合材料，由於具有較高的力學性能、良好的耐化學腐蝕、耐候性以及較低的成本而廣泛應用於汽車、建築、電氣和日用品等行業。然而不飽和聚酯樹脂耐熱性能較差，熱變形溫度為50?60°C，因此需要對其進行改性，以滿足不飽和聚酯樹脂在耐高溫領域的應用。
[0004]目前國內外提高不飽和聚酯樹脂耐熱性一般有以下方法:
[0005](I)採用高性能基體樹脂對不飽和聚酯樹脂改性
[0006]例如使用環氧樹脂、有機矽樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂和聚醯亞胺樹脂等進行改性。例如CN103183945A公開了ー種改性不飽和聚酯樹脂及其製備方法，包括以下組分及重量份含量:不飽和聚酯.樹脂100、韌性樹脂8-10、環氧樹脂18-20、促進劑0.7-1、色漿0.7-1、固化劑0.8-1，向不飽和聚酯樹脂中依次加入韌性樹脂、環氧樹脂、促進劑及色漿攪拌均勻，然後放置脫泡、抽真空，抽完真空後，向其中加入固化劑，繼續攪拌均勻並抽真空，得到改性不飽和聚酯樹脂。
[0007](2)在不飽和聚酯樹脂中添加第二相材料
[0008]在不飽和聚酯樹脂中添加剛性顆粒如納米ニ氧化矽顆粒也可以提高不飽和聚酯樹脂的耐熱性。如CN102617805A公開了ー種反應性納米SiO2原位聚合改性不飽和聚酯樹脂的方法。將ニ元醇、ニ元酸加入到聚合反應器中進行反應，體系酸值為10-50mgK0H/g時反應結束，降溫並添加阻聚劑、石蠟、交聯劑；所述的反應性納米SiO2屬於原位表面修飾的納米ニ氧化矽，將其於聚合反應的不同時期加入。
[0009]而苯こ炔基矽烷作為ー種新型的有機矽樹脂，其特點是分子內含有Si—C鍵和C E C鍵，可通過分子內部活性基團的反應進行交聯固化，這類材料具有普通聚合物的加工性能、優異的耐高溫性能、介電性能和力學性能而被應用於航空航天等高端領域。這些聚合物均以碳矽鍵作為分子的骨架結構，有的還含有苯環。碳原子和矽原子上的取代基種類繁多，包括芳基、烴基、氫原子等，它們具有比普通高聚物高得多的耐熱性能，正日益引起科研人員的關注。
【發明內容】

[0010]本發明的目的之ー在於提供採用苯こ炔基矽烷改性不飽和聚酯樹脂，製備新型的有機-無機雜化樹脂體系，以滿足各種先進複合材料成型エ藝，從而進一歩拓寬不飽和聚酯樹脂在耐高溫等高新【技術領域】的應用。所述雜化體系在光、熱或化學引發劑的作用下發生交聯固化反應形成三維網狀結構，以達到提高不飽和聚酯樹脂耐熱性能的效果。
[0011]為達此目的，本發明採用如下技術方案:
[0012]ー種耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂I?100份，例如為4份、7份、11份、16份、21份、25份、29份、35份、41份、46份、50份、55份、60份、65份、72份、78份、83份、88份、91份、94份、99份等。
[0013]作為優選技術方案，本發明所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂10?100份。
[0014]作為優選技術方案，本發明所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂30?70份。
[0015]苯こ炔基矽烷樹脂在普通有機溶劑中具有良好的溶解性，通過預聚反應可以有效控制體系的粘度，適用於各種先進複合材料的成型エ藝。苯こ炔基矽烷樹脂結構中的こ炔基具有較高的反應活性，不僅可以在室溫條件下成型，也可以在熱或光化學作用下，通過加成反應完成固化反應，整個固化過程中沒有揮發性副產物產生。但此種方法首先要解決的是兩相的相容性問題，這是決定材料性能的關鍵。
[0016]苯こ炔基矽烷樹 脂具有優良的耐熱及熱氧化性能，採用TGA對苯こ炔基矽烷樹脂的耐熱性能進行研究，其中甲基ニ苯こ炔基矽烷在氮氣中的Td5 (質量損失5%的分解溫度)為615°C，800°C的質量保留率為91.1%。苯こ炔基矽烷樹脂與不飽和聚酯樹脂具有良好的相容性，可以通過物理共混的方式對不飽和聚酯樹脂進行改性，同時苯こ炔基矽烷結構中的こ炔基和不飽和聚酯結構中的碳碳雙鍵可以単獨或相互反應形成三維網絡結構，以達到提高不飽和聚酯樹脂耐熱性能的效果。
[0017]作為優選技術方案，本發明所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，所述的苯こ炔基娃燒樹脂為二苯こ塊基娃燒樹脂、ニ苯こ塊基娃燒樹脂或四苯こ塊基娃燒樹脂中的I種或2種以上的混合物。
[0018]ニ苯こ炔基矽烷樹脂的結構式如I所示。
[0019]
【權利要求】
1.ー種耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其特徵在於，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂I?100份。
2.根據權利要求1所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其特徵在於，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂10?100份。
3.根據權利要求1或2所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其特徵在於，其原料重量份數包括:不飽和聚酯樹脂100份，苯こ炔基矽烷樹脂30?70份。
4.根據權利要求1-3任ー項所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系，其特徵在於，所述的苯こ塊基娃燒樹脂為 苯こ塊基娃燒樹脂、ニ苯こ塊基娃燒樹脂或四苯こ塊基娃燒樹脂中的I種或2種以上的混合物。
5.一種權利要求1-3任ー項所述的耐高溫不飽和聚酯樹脂體系的製備方法，包括如下步驟:將苯こ炔基矽烷樹脂溶解在不飽和聚酯樹脂中，待完全溶解後，即得所述苯こ炔矽烷樹脂改性不飽和聚酯樹脂體系 。
【文檔編號】C08K5/54GK103435988SQ201310412881
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】夏宏偉, 馮偉祖, 周權, 倪禮忠, 黃增琦 申請人:無錫新宏泰電器科技股份有限公司