[发明专利]耐水解不饱和聚酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，为一种新型不饱和聚酯树脂，尤其涉及一种耐水解不饱和聚酯树脂及其制备方法，具有更低的吸水率。

背景技术

不饱和聚酯树脂如今已被广泛的应用到各个领域，如冷却塔、船舶等方面需要耐水解较好的不饱和聚酯树脂。这类不饱和聚酯树脂与其制品通常具有良好的物理性能，但是大部分的不饱和聚酯树脂在潮湿的环境下的耐水解性不佳，在此条件下，不饱和聚酯树脂极易受其残存的末端羧基的催化而水解，造成不饱和聚酯分子链的断裂而导致物理性质的劣化，因此，限制了不饱和聚酯树脂在耐水性能要求较高的领域的应用。

传统的不饱和聚酯树脂是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值(或粘度)，在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的交联单体苯乙烯，配成粘稠的液体。

本发明的申请人在其在先专利申请号200910052766.3中公开了一种封端型不饱和聚酯树脂，该不饱和聚酯树脂由饱和二元酸或酸酐、不饱和二元酸或酸酐、二元醇和一元醇反应制成，其关键在于通过采用一元醇苯甲醇对不饱和聚酯树脂中较多的端基，如羟基、羧基等进行封端，不仅可有效降低不饱和聚酯树脂的吸水率，还可以提高与交联单体苯乙烯的相容性。吸水率一般可以低至0.2％左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐水解不饱和聚酯树脂，不仅可进一步提高不饱和聚酯树脂的力学性能，更可有效降低吸水率。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述耐水解不饱和聚酯树脂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种耐水解不饱和聚酯树脂，由饱和二元酸或酸酐、不饱和二元酸或酸酐、二元醇缩聚反应后，再由交联单体苯乙烯稀释而成，所述的不饱和聚酯树脂的平均当量为1500～2000，所述的二元醇为2-甲基1，3-丙二醇和丙二醇，且二元酸或酸酐的摩尔总量比二元醇的摩尔总量过量0.1～0.3mol，用一元醇对过量二元酸或酸酐进行封端，一元醇的摩尔量为0.2～0.6mol，即一元醇的摩尔量为二元酸或酸酐过量摩尔量的两倍，其中，所述的一元醇为苯甲醇。

本发明采用沸点约为205.7℃的苯甲醇进行封端，封端效果好；二元醇选用2-甲基1，3-丙二醇和丙二醇，通过甲基对两边形成的酯键起到很好的保护作用。

具体的，过量二元酸或酸酐的摩尔量可以为0.1、0.15、0.2、0.25或0.3mol。

由于二元酸与一元醇为官能团之比为2∶1，因此，为了达到封端的目的，二元酸与一元醇的摩尔比至少应当为1∶2，即一元醇至少为二元酸过量摩尔量的两倍。具体的，一元醇的摩尔量可以为0.2、0.3、0.4、0.5或0.6mol，与过量二元酸的摩尔量对应。

在上述方案的基础上，所述的饱和二元酸或酸酐为邻苯二甲酸酐；所述的不饱和二元酸或酸酐为顺丁烯二酸酐。

在上述方案的基础上，所述的邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐与二元醇2-甲基1，3-丙二醇和丙二醇的摩尔比为(1.2～1.8)∶(1.5～2.1)∶(1.9～2.5)∶(0.6～1.2)。

具体的，邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、2-甲基1，3-丙二醇与丙二醇的摩尔比可以为(1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7或1.8)∶(1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0或2.1)∶(1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5)∶(0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1或1.2)。

在上述方案的基础上，所述的苯乙烯的用量按质量百分比计为原料总量的35～40％。

针对上述的耐水解不饱和聚酯树脂的制备方法，按配方量先将饱和二元酸、不饱和二元酸、二元醇投入反应釜中，缓慢升温至205～210℃，反应6～8个小时，酸值控制在75～80mgKOH/g；降温至165～175℃，加入一元醇苯甲醇，缓慢升温至205℃，保温1.5～2.5小时，控制酸值在20～25mgKOH/g，降温至115～125℃；加入交联单体苯乙烯进行稀释，冷却制得耐水解不饱和聚酯树脂。

本发明的有益效果是：

本发明通过苯甲醇进行封端，并选用2-甲基1，3-丙二醇作为二元醇之一，利用其甲基可在两边形成酯键从而产生良好的保护作用，通过加入苯乙烯单体稀释，在保证力学性能不降低的情况下加以封端，大大提高了不饱和聚酯的耐水性，吸水率在0.15％左右，可广泛应用于冷却塔、船舶等与水接触的场合。

具体实施方式