[发明专利]一种含硼聚酯、合成方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含硼聚酯、合成方法及其该聚酯的应用。

背景技术

硼元素最外层只有3个电子，组成化合物时难以配成8个电子的饱和状态，因而有吸电子效应；硼元素还具有吸收中子射线的功能，且B-O健能很高。

环氧树脂，是日常生活中常用的一种化学物质，一般将其进行固化后使用。环氧树脂固化物具有以下特点：(1)力学性能高：环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。(2)附着力强：环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团，赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等极性基材以优良的附着力。(3)固化收缩率小：一般为1％～2％，线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃，所以固化后体积变化不大。(4)工艺性好：环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型；能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。(5)稳定性好，其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂，因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆；又因环氧树脂固化物呈三维网状结构，又能耐油类等的浸渍，大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。(6)环氧固化后综合性能高，大量用于制造复合材料，同时具有密度低，比强度高，是当今世界宇航领域高新材料发展最快的品种。

而通常胺类、酸酐固化的环氧树脂耐热性一般为80～180℃，属易燃物品，燃烧时烟大，毒性大，因此不能满足社会发展的要求和高科技发展的需要。因此，本发明结合硼的特性，合成一种新的含硼聚酯，并将此含硼聚酯运用于固化剂领域，尤其是固化环氧树脂。

发明内容

本发明第一目的提供一种含硼聚酯，该含硼聚酯的结构式如下：

其中n大于等于1。

本发明的含硼聚酯外观棕红色，室温下为粘稠性液体或不流动体(由脱水量的多少而定)，在火上基本不燃烧，基本无烟，在其红外图谱中波数在1370～1380的峰为B-O键的特征吸收峰，波数在3220处的为间苯二酚苯核中C-H键的特征吸收峰，证明了间苯二酚与硼酸发生了化学反应。

本发明含硼聚酯的密度在1.25～1.35g/cm³；含硼聚酯的氧指数在30～38之间。

本发明的第二目的是提供上述含硼聚酯的合成方法，包括以下步骤：

(1)称取原料：按间苯二酚与硼酸的摩尔比为1.0～3.0∶1的比列称取；

(2)加料反应：将(1)中称好的原料加入反应器中，让间苯二酚与硼酸在反应器中进行充分反应；

(3)获得产物：将经过(2)反应后的反应物倒出，即得含硼聚酯。

所述反应器带有温度计、搅拌器以及冷凝器；

所述反应器还配有电控加热装置；

所述反应的过程具体为：电控加热装置进行加热，当反应器中的反应原料的温度达到100～120℃时，开动搅拌器进行搅拌，并打开冷凝器的冷却水；待冷凝器中有冷凝水滴出时，电控加热装置控制加热的电压，使反应器内按照冷凝水以每分钟0.3g～0.4g的速度逐渐升温；冷凝水达到理论脱水量90～100％时，终止反应(以1摩尔硼酸的脱水量为54g计算)。

优选的，原料采用一次性进料的方式进行加料。

优选的，电控加热装置为电控加热导热油锅。

本发明的第三目的是提供本发明含硼聚酯的应用：(1)用作固化剂，尤其是用于固化环氧树脂，环氧树脂固化物的阻燃性能可达到离火即灭或短时即灭的效果，且无烟或低烟；其固化的环氧树脂还可用作航天领域的烧蚀材料，烧蚀性能为(按GJB323A-96标准测试)：线烧蚀率小于等于-0.003mm/秒，质量烧蚀率小于等于0.086g/秒。而一般的胺固化的环氧线烧蚀率为0.6～0.8mm/s，质量烧蚀率为0.15～0.2g/s。酸酐固化的环氧，则性能更差；(2)用作阻燃剂：本发明含硼聚酯本身具有在火上基本不燃烧的性质，因此，可以直接用作阻燃剂。

附图说明

图1为本发明含硼聚酯的红外谱图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

本发明含硼聚酯的结构式如下：

其中n大于等于1。