[发明专利]聚酯成膜剂及玻璃纤维浸润剂复合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯成膜剂，本发明还涉及一种玻璃纤维浸润剂复合物，属于化学助剂领域。

背景技术

在玻璃纤维及其制品的生产和应用过程中，浸润剂起着不可替代的关键作用，而成膜剂是浸润剂中最关键的组分，其性能直接决定了浸润剂的效果，对原丝和纱的性能品质都具有重要影响，其用量占浸润剂组分的比重最高可达20-30％。其作用是在拉丝和卷绕时，将玻璃纤维单丝粘结成原丝，在后续加工工序中保护纤维，并赋予纤维良好的加工性能和成型性能，以满足不同品种玻璃纤维制品的工艺要求。

成膜剂的性能主要取决于它的分子结构和分子量，对玻纤的硬挺度、集束性、切割性、分散性、浸透性等起着关键作用，同时也对玻纤的加工性能和玻璃钢制品性能起着决定性影响。成膜剂的分子链结构主要影响成膜剂分子与其他基体树脂的相容性以及同玻璃纤维的粘结能力大小：成膜剂分子合成单元结构越不对称，其相容性越好；分子结构中含有阳离子官能团能显著增强与玻纤的粘结能力，提高树脂的浸透性。成膜剂的分子量及分布对其性能影响重大：通常而言，分子量越大，纱线硬挺度越大，成膜剂在烘制过程中迁移性越小以及在玻璃纤维与基体树脂的界面作用力越强；分子量越小，在烘制过程中迁移性加快，在玻璃纤维与基体树脂浸透性增强；分子量分布越窄，玻纤应力越均匀，玻纤复合材料性能越稳定。

当前，浸润剂配方中使用的成膜剂类型主要为聚酯树脂、环氧树脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等，其中聚脂树脂成膜剂是由饱和的或不饱和的二元醇与饱和的及不饱和的二元酸在高温条件下经缩聚反应制得的一种线型高分子化合物，被广泛使用到喷射纱、SMC、短切毡、缠绕纱、拉挤纱，以及方格布纺织型浸润剂中，但在实际运用中发现以分子结构对称型的聚酯树脂作成膜剂时，由于其较高的结晶度导致使用后玻璃纤维柔软性、相容性下降、浸透性变差。

发明内容

针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种相容性、浸透性、热稳定性和韧性均很好的聚酯树脂成膜剂，本发明还涉及玻璃纤维浸润剂复合物。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种聚酯树脂成膜剂，其特征在于：由含芳基的不对称取代二元醇与饱和二元酸和不饱和二元脂肪酸的缩聚产物及其复配体系，分子量为3000-6500，分子量分布在1.5-4.6之间。

本发明针对现有浸润剂用对称型聚酯树脂相容性和浸透性较差等不足，提出采用含芳基的不对称取代二元醇为原料，同时引入不饱和双键，并通过控制其分子量及其分布，制备一种新型结构的含芳基不对称聚酯成膜剂，提高聚酯树脂与玻纤及其基体树脂的相容性和浸透性，减少玻璃纤维复合材料中的“发白”现象，提高玻璃纤维复合材料的强度和透明度。采用不对称取代二醇代替对称结构的二元醇，能有效提高聚酯树脂分子链的不对称性，不对称性的增强提高了聚酯树脂分子与基体树脂相容性；聚酯引入芳香基团，能有效提高聚酯的热稳定性，增强成膜的强度和韧性；不饱和二元酸代替部分饱和二元酸，所得聚酯树脂分子链中由于含有一定数量的不饱和双键，能与基材中的活泼单体发生交联反应，形成牢固的化学键，可有效降低树脂结晶性能，同时加以分子量控制，可增强玻璃纤维成膜剂的粘结力和浸透性，显著改善玻璃纤维制品的强度及外观。

在上述方案中，优选：所述含芳基的不对称取代二元醇为：

中的至少一种，其中R为：-H，-CH3，-CH2CH3；Ar为：含芳基的不对称取代二元醇选择含1-2个苯环，因为芳香基团是刚性基团，体积较大，芳香基团多了使得分子链聚合难度增加。所以选择1-2个为佳。

在上述方案中，优选：所述饱和二元酸为丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中的至少一种。

在上述方案中，优选：所述不饱和二元脂肪酸为丁烯二酸、2-戊烯-1,5-二酸、3-己烯-1,6-二酸、3，5-辛二烯-1,8-二酸、3-辛烯-1,8-二酸中的至少一种或它们的酸酐。

在上述方案中，聚酯树脂成膜剂的制备方法为按照如下步骤完成：

(1)、在反应器中依次投入含芳基的不对称取代二元醇、饱和二元酸、携水剂和催化剂，携水剂重量为整个反应体系的20-40％，催化剂质量小于整个反应体系重量的1％，醇酸摩尔比为：1.1-1.2:1；

(2)、通入氮气置换反应体系中的空气，搅拌，升温至160-220℃后反应2-3h；

(3)、降温并控制温度在155-175℃，加入饱和二元酸质量百分比15-30％的不饱和二元脂肪酸，继续反应2-3h；

(4)、检测酸值低于30mgKOH/g时，停止反应，减压蒸馏，去除携水剂、生成的水及未反应完全的醇；