一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将蛭石置于顺酐溶液中进行粉磨改性，得到改性蛭石；将改性蛭石、苯酐和丙二醇混合，得到混合物料；将混合物料在加热条件下进行反应，制得所述阻燃不饱和聚酯树脂；本发明制备方法先通过采用顺酐对蛭石进行改性，再将改性蛭石与苯酐和丙二醇进行反应制得不饱和聚酯树脂，通过引入蛭石使得制备得到的不饱和聚酯树脂具有优异的阻燃性能、抗冲击性能和断裂伸长率。

权利要求

1.一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将蛭石置于顺酐溶液中进行粉磨改性，得到改性蛭石；

(b)将改性蛭石、苯酐和丙二醇混合，得到混合物料；

(c)将混合物料在加热条件下进行反应，制得所述阻燃不饱和聚酯树脂；

所述蛭石的尺寸不大于6μm；离子交换能力为0.95～1.00mmol/g；

所述顺酐溶液的浓度为20～30g/L；

所述蛭石与顺酐溶液中顺酐的质量相同；

所述粉磨改性时间为2～5h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为(48.7～50)∶(24.1～24.7)∶(25.4～27.2)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将混合物料在加热条件下进行反应具体包括：将混合物料在15min以内升温至75～85℃并搅拌混匀，然后，在42～48min以内升温至

150～170℃，再在45～60min以内升温至190～200℃并保温反应60～70min。

4.权利要求1～3任一所述的制备方法制得的阻燃不饱和聚酯树脂。

说明书

一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及不饱和聚酯树脂技术领域，具体涉及一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

[0002] 传统的不饱和聚酯树脂多采用间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸等刚性二元酸与顺酐和丙二醇、新戊二醇等二元醇缩聚而成，但这类不饱和聚酯树脂拉伸性能和耐热性等不是很好，也不具备阻燃性。

[0003] 目前，为改善不饱和聚酯树脂的性能，不同的无机材料、固化剂、玻璃纤维以及可复合的其他高分子材料如环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯等被用来与不饱和聚酯树脂进行复配，制备满足应用需要的改性不饱和聚酯树脂材料；但仍未见具有阻燃性能的不饱和聚酯树脂的报道。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法，该制备方法先通过采用顺酐对蛭石进行改性，再将改性蛭石与苯酐和丙二醇进行反应制得不饱和聚酯树脂，该不饱和聚酯树脂具有优异的阻燃性能、抗冲击性能和断裂伸长率。

[0005] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

[0006] 本发明第一方面提供一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

[0007] (a)将蛭石置于顺酐溶液中进行粉磨改性，得到改性蛭石；

[0008] (b)将改性蛭石、苯酐和丙二醇混合，得到混合物料；

[0009] (c)将混合物料在加热条件下进行反应，制得所述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0010] 优选地，所述蛭石的尺寸不大于6μm；离子交换能力为0.95～1.00mmol/g。

[0011] 优选地，所述顺酐溶液的浓度为20～30g/L。

[0012] 优选地，所述蛭石与顺酐溶液中顺酐的质量相同。

[0013] 优选地，所述粉磨改性时间为2～5h。

[0014] 优选地，所述改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为(48.7～50)∶(24.1～24.7)∶(25.4～27.2)。

[0015] 优选地，所述将混合物料在加热条件下进行反应具体包括：

[0016] 将混合物料在15min以内升温至75～85℃并搅拌混匀，然后，在42～48min以内升温至150～170℃，再在45～60min以内升温至190～200℃并保温反应60～70min。

[0017] 本发明第二方面提供一种上述制备方法制得的阻燃不饱和聚酯树脂。

[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

[0019] 本发明制备方法先通过采用顺酐对蛭石进行改性，再将改性蛭石与苯酐和丙二醇进行反应制得不饱和聚酯树脂，通过引入蛭石使得制备得到的不饱和聚酯树脂具有优异的阻燃性能、抗冲击性能和断裂伸长率。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

[0021] 图1为本发明实施例中蛭石改性原理图。

具体实施方式

[0022] 下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0023] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

[0024] 以下各实施例采用的原料如下：

[0025] 蛭石：尺寸不大于6μm；离子交换能力为0.98mmol/g，来源于上海麦克林生化科技有限公司；

[0026] 顺酐：来源于盛源能源科技有限公司；

[0027] 苯酐：来源于上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

[0028] 丙二醇：来源于上海阿拉丁生化科技股份有限公司

[0029] 实施例1

[0030] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0031] (a)先将25g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成25g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入25g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石，其中，蛭石改性原理如图1所示；

[0032] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0033] (c)将混合物料经15min升温至80℃并搅拌混匀，然后，经45min升温至160℃，再经60min升温至200℃并保温反应60min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0034] 实施例2

[0035] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0036] (a)先将25g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成25g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入25g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石；

[0037] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0038] (c)将混合物料经10min升温至85℃并搅拌混匀，然后，经48min升温至170℃，再经45min升温至190℃并保温反应70min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0039] 实施例3

[0040] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0041] (a)先将25g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成25g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入25g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石；

[0042] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0043] (c)将混合物料经15min升温至75℃并搅拌混匀，然后，经42min升温至150℃，再经60min升温至200℃并保温反应65min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0044] 实施例4

[0045] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0046] (a)先将30g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成30g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入30g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石；

[0047] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0048] (c)将混合物料经15min升温至80℃并搅拌混匀，然后，经45min升温至160℃，再经60min升温至200℃并保温反应60min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0049] 实施例5

[0050] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0051] (a)先将20g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成20g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入20g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石；

[0052] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0053] (c)将混合物料经15min升温至80℃并搅拌混匀，然后，经45min升温至160℃，再经60min升温至200℃并保温反应60min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0054] 实施例6

[0055] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0056] (a)先将25g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成25g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入25g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石，其中，蛭石改性原理如图1所示；

[0057] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为48.7∶24.7∶25.4，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0058] (c)将混合物料经15min升温至80℃并搅拌混匀，然后，经45min升温至160℃，再经60min升温至200℃并保温反应60min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0059] 实施例7

[0060] 本实施例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0061] (a)先将25g顺酐溶解于1L去离子水中，配置成25g/L顺酐溶液，然后在顺酐溶液中加入25g蛭石并用球磨仪进行粉磨3h，再用去离子水多次冲洗，真空干燥得到改性蛭石，其中，蛭石改性原理如图1所示；

[0062] (b)按照改性蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为50∶24.1∶27.2，将改性蛭石、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，缓慢加热并开启冷凝循环；

[0063] (c)将混合物料经15min升温至80℃并搅拌混匀，然后，经45min升温至160℃，再经60min升温至200℃并保温反应60min，制得上述阻燃不饱和聚酯树脂。

[0064] 对比例1

[0065] 本对比例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0066] 按照顺酐、苯酐和丙二醇的质量比为49∶24.5∶26，将顺酐、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，开始缓慢加热并开启冷凝循环，经15分钟升温到75℃，充分搅拌后再在42min内升温至150℃，再60min内升温至200℃，并保温反应65min，得到阻燃不饱和聚酯树脂。

[0067] 对比例2

[0068] 本对比例为一种阻燃不饱和聚酯树脂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

[0069] 按照顺酐、蛭石、苯酐和丙二醇的质量比为24.5∶24.5∶24.5∶26，将蛭石、顺酐、苯酐和丙二醇依次加入反应器中，开始缓慢加热并开启冷凝循环，经15分钟升温到75℃，充分搅拌后再在42min内升温至150℃，再60min内升温至200℃，并保温反应65min，得到阻燃不饱和聚酯树脂。

[0070] 实验例

[0071] 分别按照实施例1～7以及对比例1～2中的制备方法制得阻燃不饱和聚酯树脂；然后，分别倒入标准尺寸模具中，在120℃下固化30min，然后再在150℃下继续固化1h，冷却后脱模测试各个样条。

[0072] 阻燃性测试按照美标UL94阻燃等级测试标准中的垂直燃烧测试，强度测试按照GB/T 1039‑1992标准进行，测试结果如表1所示：

[0073] 表1不同阻燃不饱和聚酯树脂的测试结果

[0074]

[0075] 由表1可知：

[0076] 本发明通过加入改性蛭石，使得制备得到的阻燃不饱和聚酯树脂具有阻燃性能，并能够显著提供制得不饱和聚酯树脂的冲击强度和断裂伸长率；此外，通过对顺酐和蛭石先进行改性处理，能够更好的提高制备阻燃不饱和聚酯树脂的综合性能。

[0077] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。