[发明专利]含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯及其树脂和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种不饱和聚酯树脂，尤其涉及一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯，以及含有该不饱和聚酯的树脂、制备方法和用途。

背景技术

不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin，UPR)一般是由不饱和二元酸与二元醇或者饱和二元酸与不饱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。该混合物又在热、光或引发剂的作用下发生共聚，交联而成空间网状结构的固态材料。作为一种使用最为广泛的热固型树脂，由其制成的制品具有重量轻、强度高、耐化学腐蚀和电绝缘性好等优良性质，且成型方法简单，便于制造大型或结构复杂的塑料制品(如：玻璃钢)。不饱和聚酯树脂现已被广泛应用于交通车辆、建筑、造船、化工设备、电子电器、体育器材及日用器材等领域，是当今复合材料行业中用量最多的基体树脂。

由于制取不饱和聚酯树脂的原材料主要来源于石油化工行业，但石油资源正日渐枯竭，石油化工产品的价格也大幅上涨，加之对环境保护的迫切性，导致不饱和聚酯树脂的生产成本急剧增加，因而寻求高效、廉价和可再生的替代原料来制备不饱和聚酯树脂成为技术研究的重点。

国内、外均有关于采用生物基材料合成不饱和聚酯树脂的研究报道(J.A.P. Sci.2005，97，825～836；Poly.Eng and Sci.，2007，47，1469～1479；热固性树脂，2008，23，9～12)，但这些制备不饱和聚酯树脂的方法均在植物油脂肪酸链上引入了活性基团。由于脂肪酸链结构的复杂性，这类不饱和聚酯树脂的合成工艺不仅对设备要求高、过程烦琐，而且所需的生产成本亦高，难以实现工业化生产，进而限制了生物基材料的使用。所以寻求新型、高效和绿色的材料对加快不饱和聚酯树脂的工业发展有极其重要的现实意义。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯，具有单羧酸甘油酯与不饱和二元酸酐两种单体分子交替无规则排列的结构单元，可代替通用型树脂。

本发明的另一个目的在于提供一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯树脂，由单羧酸甘油酯与不饱和二元酸酐缩聚而成，以解决对石油化工产品的过度依赖。

本发明的又一个目的在于提供一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯树脂，可作为通用型树脂用于制备玻璃钢制品，以解决对石油化工产品的过度依赖。

本发明的再一个目的在于提供一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯树脂的制备方法，以解决合成工艺过程烦琐、设备要求高和生产成本高的问题。

本发明提供的一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯，由单羧酸甘油酯类单体和酸酐类单体交替无规则聚合而成。

酸酐类单体，如：但不仅限于，顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐。这些酸酐可以同时或单独作为酸酐类单体参与聚合反应。

单羧酸甘油酯类单体如式I和式II所示的化合物。这些化合物可以同时或单独作为单羧酸甘油酯类单体参与聚合反应。

式中，取代基R₁和R₂独立地选自于C1～C10的直链、支链、环烷基或苯基，优先选择C1～C6的直链、支链烷基、环烷基或苯基，如：但不仅限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、新戊基和环戊基等，更优先选择C1～C3的直链、支链烷基或苯基，如：甲基、乙基、正丙基和异丙基。

本发明含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯的粘均分子量Mv为1,000Da～3,000Da，聚酯的分子量分散系数为1.5～2.0，分散系数越小，则聚酯分子量组成越均匀。当聚酯分子量超过该范围，随着聚酯分子量的增加，反应至终点后稀释得到树脂固含量则无法达到使用要求。

本发明提供的另一种含单羧酸甘油酯的不饱和聚酯，由顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和单羧酸甘油酯经缩聚反应合成。

本发明单羧酸甘油酯所含的化合物如式I和式II所示。式中，取代基R₁和R₂独立地选自于C1～C10的直链、支链、环烷基或苯基，优先选择C1～C6的直链、支链烷基、环烷基或苯基，如：但不仅限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、新戊基和环戊基等，更优先选择C1～C3的直链、支链烷基或苯基，如：甲基、乙基、正丙基和异丙基。单羧酸甘油酯或为式I或式II所示的化合物，或为由式I和式II所示化合物按任意比例形成的组合物。