一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其原料包括顺丁烯二酸酐、乙二醇、过氧化苯甲酰、邻苯二甲酸酐、1,2‑丙二醇、对苯二酚、苯乙烯、碳纳米管、PBO纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化铝、稀土氧化物、硅烷偶联剂KH‑560、二苯甲烷双马来酰亚胺、5‑磺酸对苯二甲酸单钾盐、2，5‑二羟基对苯二甲酸、苯并三唑、抗氧化剂1010、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂和去离子水。本发明专利技术还提出上述一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂的制备方法。本发明专利技术制备得到的不饱和聚酯树脂的硬度高，耐紫外线性能强。

High hardness ultraviolet resistant modified unsaturated polyester resin and preparation method thereof

The invention discloses a high hardness UV resistant modified unsaturated polyester resin and its raw materials including maleic anhydride, ethylene glycol, two benzoyl peroxide, phthalic anhydride, two 1,2 propylene glycol, hydroquinone, styrene, carbon nanotubes, PBO fiber, modified nano TiO two, nano alumina, rare earth oxides, silane coupling agent KH 560, two diphenylmethane bismaleimide, 5 sulfonic acid terephthalic acid monopotassium, 2, 5, two hotp benzo three triazole, antioxidant 1010, methyl ethyl ketone, cobalt naphthenate, ultraviolet absorbent and deionized water oxidation. The invention also provides a preparation method of the modified unsaturated polyester resin with high hardness and ultraviolet resistance. The unsaturated polyester resin prepared by the invention has the advantages of high hardness and strong ultraviolet resistance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不饱和聚酯树脂
，尤其涉及一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂及其制备方法。
技术介绍
不饱和聚酯树脂是一种性能优异的热固性树脂，其生产工艺简便、原料易得、耐化学腐蚀、增韧性能优良，可常温常压固化，具有良好的工艺性能，故在多个工业领域或部门得到了广泛应用。现有技术中的不饱和聚酯树脂的硬度和耐紫外线性能无法满足实际使用时的需求，因此亟需设计一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂来解决现有技术中的需求。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂及其制备方法，制备得到的不饱和聚酯树脂硬度高，耐紫外线性能强。本专利技术提出的一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐5-15份、乙二醇1-5份、过氧化苯甲酰3-6份、邻苯二甲酸酐1-4份、1,2-丙二醇2-5份、对苯二酚3-6份、苯乙烯1-4份、碳纳米管1-4份、PBO纤维3-5份、改性纳米二氧化钛3-9份、纳米氧化铝2-6份、稀土氧化物2-5份、硅烷偶联剂KH-5601-5份、二苯甲烷双马来酰亚胺3-5份、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐1-3份、2，5-二羟基对苯二甲酸2-5份、苯并三唑1-4份、抗氧化剂10101-6份、过氧化甲乙酮2-8份、环烷酸钴3-9份、紫外线吸收剂1-4份、去离子水6-12份。优选地，改性纳米二氧化钛按如下工艺进行制备：将二氧化钛分散于乙醇水溶液中，超声分散10-30min，接着滴加十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮和六偏硫酸钠混合均匀，磁力搅拌15-25min接着用氨水调节pH至8.5-9.5，然后添加正硅酸乙酯混合均匀，升温至30-40℃，保温22-26h，接着离心水洗至pH至为7.然后冷却至室温得到改性纳米二氧化钛。优选地，改性纳米二氧化钛的制备工艺中，二氧化钛、乙醇水溶液、十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮、六偏硫酸钠和正硅酸乙酯的重量比为2-5：1-3：2-4：3-5：1.5-3.5：4-6。优选地，改性纳米二氧化钛的制备工艺中，乙醇水溶液的体积分数为8-12％。优选地，紫外线吸收剂由紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂UV328和紫外线吸收剂UVP按重量比1-3：2-5：4-6混合而成。优选地，碳纳米管、PBO纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化铝、稀土氧化物和硅烷偶联剂KH-560的重量比为2-3:3.5-4.5：4-8：3-5：3-4：2-4。优选地，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐8-12份、乙二醇2-4份、过氧化苯甲酰4-5份、邻苯二甲酸酐2-3份、1,2-丙二醇3-4份、对苯二酚4-5份、苯乙烯2-3份、碳纳米管2-3份、PBO纤维3.5-4.5份、改性纳米二氧化钛4-8份、纳米氧化铝3-5份、稀土氧化物3-4份、硅烷偶联剂KH-5602-4份、二苯甲烷双马来酰亚胺3.5-4.5份、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐1.5-2.5份、2，5-二羟基对苯二甲酸3-4份、苯并三唑2-3份、抗氧化剂10102-5份、过氧化甲乙酮3-7份、环烷酸钴4-8份、紫外线吸收剂2-3份、去离子水7-11份。优选地，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐10份、乙二醇3份、过氧化苯甲酰4.5份、邻苯二甲酸酐2.5份、1,2-丙二醇3.5份、对苯二酚4.5份、苯乙烯2.5份、碳纳米管2.5份、PBO纤维4份、改性纳米二氧化钛6份、纳米氧化铝4份、稀土氧化物3.5份、硅烷偶联剂KH-5603份、二苯甲烷双马来酰亚胺4份、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐2份、2，5-二羟基对苯二甲酸3.5份、苯并三唑2.5份、抗氧化剂10103.5份、过氧化甲乙酮5份、环烷酸钴6份、紫外线吸收剂2.5份、去离子水9份。本专利技术的一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：S1、改性不饱和聚酯树脂按如下工艺进行制备：将顺丁烯二酸酐、乙二醇、改性纳米二氧化钛和去离子水混合均匀，于氮气保护下搅拌30-50min，然后升温至120-140℃，接着滴加过氧化苯甲酰，保温1-3h得到物料a；然后向物料a中加入邻苯二甲酸酐、二苯甲烷双马来酰亚胺、1,2-丙二醇和对苯二酚混合均匀，接着升温至190-210℃，检测酸值降到30-40mg/g，降温至150-170℃，然后加入苯乙烯搅拌均匀，冷却至室温得到物料a；S2、向物料a中加入碳纳米管、PBO纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化铝、稀土氧化物和硅烷偶联剂KH-560混合均匀，于5500-7500r/min搅拌3-5h，然后加入过氧化甲乙酮、环烷酸钴、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐、苯并三唑、紫外线吸收剂和抗氧化剂1010，超声分散20-40min，然后升温至60-80℃，保温2-4h，冷却至室温得到高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂。本专利技术的一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其原料包括顺丁烯二酸酐、乙二醇、过氧化苯甲酰、邻苯二甲酸酐、1,2-丙二醇、对苯二酚、苯乙烯、碳纳米管、PBO纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化铝、稀土氧化物、硅烷偶联剂KH-560、二苯甲烷双马来酰亚胺、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐、2，5-二羟基对苯二甲酸、苯并三唑、抗氧化剂1010、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂和去离子水；其中以二苯甲烷双马来酰亚胺、过氧化甲乙酮、聚磷酸铵、环烷酸钴和苯乙烯配合，利用了苯乙烯既能与改性不饱和聚酯树脂反应，又能与二苯甲烷双马来酰亚胺反应，有效提高了交联密度，形成了致密的网状结构，有效提高了本专利技术不饱和聚酯树脂的拉伸强度和抗弯强度。通过添加5-二羟基对苯二甲酸，在PBO纤维表面结构上引入了磺酸基，由于离子基团的存在，纤维的浸润性能提高，界面剪切强度增大，添加2，5-二羟基对苯二甲酸实现了在PBO纤维结构上引入了羟基极性基团，使得PBO纤维的黏附力得到提高，浸润性和剪切强度均得到有效提高。且与添加的改性纳米二氧化钛、稀土氧化物、紫外线吸收剂和抗氧化剂的配合使用，有效提高了本专利技术不饱和聚酯树脂的耐紫外线性能，且添加的碳纳米管和纳米氧化铝在硅烷偶联剂的作用下，实现与不饱和聚酯树脂的有效结合，有效提高了制备得到的不饱和聚酯树脂韧性和强度。其中添加的稀土氧化物由于其原子或离子的众多空轨道可以捕捉不稳定的游离基，使其失去活性，稀土元素暴露出未充满的4f电子，具有较强的配位络合作用，形成稳定结构的化合物，尤其是有针对性的稀土复合助剂还能吸收高能级的紫外线而以低能级的红外热能放出，并具有长效性，这就大大减少了紫外线的侵害。添加的改性二氧化钛以二氧化钛、乙醇水溶液、十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮、六偏硫酸钠和正硅酸乙酯为原料，实现对二氧化钛表面的二氧化硅的包覆，提高二氧化钛表面的粗糙度，提高了改性后的纳米二氧化钛与不饱和树脂的结合能力，从而进一步有效提高本专利技术改性后的不饱和聚酯树脂的耐紫外线的性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术，而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术的保护范围内。具体设计过程中，顺丁烯二酸酐的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；乙二醇的重量份可以为1份、2份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐5‑15份、乙二醇1‑5份、过氧化苯甲酰3‑6份、邻苯二甲酸酐1‑4份、1,2‑丙二醇2‑5份、对苯二酚3‑6份、苯乙烯1‑4份、碳纳米管1‑4份、PBO纤维3‑5份、改性纳米二氧化钛3‑9份、纳米氧化铝2‑6份、稀土氧化物2‑5份、硅烷偶联剂KH‑560 1‑5份、二苯甲烷双马来酰亚胺3‑5份、5‑磺酸对苯二甲酸单钾盐1‑3份、2，5‑二羟基对苯二甲酸2‑5份、苯并三唑1‑4份、抗氧化剂1010 1‑6份、过氧化甲乙酮2‑8份、环烷酸钴3‑9份、紫外线吸收剂1‑4份、去离子水6‑12份。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐5-15份、乙二醇1-5份、过氧化苯甲酰3-6份、邻苯二甲酸酐1-4份、1,2-丙二醇2-5份、对苯二酚3-6份、苯乙烯1-4份、碳纳米管1-4份、PBO纤维3-5份、改性纳米二氧化钛3-9份、纳米氧化铝2-6份、稀土氧化物2-5份、硅烷偶联剂KH-5601-5份、二苯甲烷双马来酰亚胺3-5份、5-磺酸对苯二甲酸单钾盐1-3份、2，5-二羟基对苯二甲酸2-5份、苯并三唑1-4份、抗氧化剂10101-6份、过氧化甲乙酮2-8份、环烷酸钴3-9份、紫外线吸收剂1-4份、去离子水6-12份。2.根据权利要求1所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，改性纳米二氧化钛按如下工艺进行制备：将二氧化钛分散于乙醇水溶液中，超声分散10-30min，接着滴加十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮和六偏硫酸钠混合均匀，磁力搅拌15-25min接着用氨水调节pH至8.5-9.5，然后添加正硅酸乙酯混合均匀，升温至30-40℃，保温22-26h，接着离心水洗至pH至为7.然后冷却至室温得到改性纳米二氧化钛。3.根据权利要求1或2所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，改性纳米二氧化钛的制备工艺中，二氧化钛、乙醇水溶液、十六烷基三甲氧基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮、六偏硫酸钠和正硅酸乙酯的重量比为2-5：1-3：2-4：3-5：1.5-3.5：4-6。4.根据权利要求1-3任一项所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，改性纳米二氧化钛的制备工艺中，乙醇水溶液的体积分数为8-12％。5.根据权利要求1-4任一项所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，紫外线吸收剂由紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂UV328和紫外线吸收剂UVP按重量比1-3：2-5：4-6混合而成。6.根据权利要求1-5任一项所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，碳纳米管、PBO纤维、改性纳米二氧化钛、纳米氧化铝、稀土氧化物和硅烷偶联剂KH-560的重量比为2-3:3.5-4.5：4-8：3-5：3-4：2-4。7.根据权利要求1-6任一项所述的高硬度耐紫外线的改性不饱和聚酯树脂，其特征在于，其原料按重量份包括：顺丁烯二酸酐8-12份、乙二醇2...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国平，
申请(专利权)人：安徽富丽华化工有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34