一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，由不饱和聚酯、苯乙烯、无机层状材料、固化剂和促进剂组成，各物料的重量百分比是：不饱和聚酯?10－95％，苯乙烯5－90％；无机层状材料、固化剂和促进剂的加入量，分别是不饱和聚酯和苯乙烯总重量的1－25％、0.1－10％、0.1－10％；该复合材料的粘度为509－513MPa·s，拉伸强度为36－43MPa，冲击强度为2.6－3.1MPa，固化收缩率为9.7－10.3%。工艺简单，储存阶段较未加苯乙烯挥发抑制剂的不饱和聚酯树脂减少60％－80％，固化阶段较未加苯乙烯挥发抑制剂前减少40％－70％，成本低，产率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，具体说是利用无机层状材料制备的低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的材料。
技术介绍
不饱和聚酯树脂(UPR，Unsaturated PolyesterResins)具有优良的机械性能、电性能和耐化学腐蚀性能，加工工艺简便，被广泛应用于玻璃纤维增强材料，即玻璃钢、化工防腐、浇铸制品、卫生洁具、工艺品等行业。目前，从材料成本、树脂的贮存、成型操作和固化特性以及最终应用性能来看，苯乙烯是不饱和聚酯树脂选用的最合适的单体，用量一般占树脂总量的40% — 50%。然而，苯乙烯在室温下的蒸气压较高，易挥发，尤其是它的特殊气味和在较高蒸气浓度下具有有害的刺激性和麻醉作用，苯乙烯已经至少被213个国家的 EPA(Environmental Proteetion Ageney)列为优先级的危险物质。同时，由于苯乙烯的闪点(34. 40C )较低，在一定条件下能与空气形成爆炸性混合物(爆炸极限1. 1%-6. 1%)，是安全生产中的一个潜在隐患。苯乙烯的挥发会导致不饱和聚酯和苯乙烯的配比发生变化，影响WR制品的性能。从20世纪70年代起国外就开始对低苯乙烯挥发性的LSE (low styrene emission)树脂进行了研究，经过不断地研究和试验， 世界上主要的UPR生产厂商都相继推出了各具特色的低苯乙烯散发性树脂新品种。目前LSE树脂的开发途径主要集中在以下几个方面 1、成膜添加剂法在不饱和聚酯树脂中添加成膜剂是抑制苯乙烯散发最常用的方法。虽然成膜剂抑制苯乙烯的散发，但它只能在静止的固化阶才发生效果。在施工过程中，苯乙烯还是照样发出来。成膜法的最大缺点是影响玻璃钢二次成型中的层间粘合，特别是产品受冲击时可能产脱层。2、低苯乙烯含量法降低树脂中苯乙烯含量，相应地减少了树脂中苯乙烯的散发。国外低苯乙烯含量树脂的苯乙烯浓度一般要求在35%以下。降低苯乙烯含量，会使树脂粘度增大，给成型操作带来不便，也使制品质量下降，所以必须通过新的合成工艺和化学改性法来达到降低苯乙烯含量而又不影响其它性能的目的。3、采用其它挥发性较低的单体替代苯乙烯的方法为了降低苯乙烯挥发性，用一些蒸气压低，不易挥发的新单体部分或全部代替苯乙烯。 寻找一种性能能和苯乙烯媲美、毒性已被研究充分、来源丰富且价格合理的单体是一大难点。现在所发现的代表性的新单体是对甲基苯乙烯或乙烯基甲苯，但是其价格比苯乙烯高 50%-100%，同时这些单体也不能达到苯乙烯所具有的稀释性能。因此目前只是一种研究方向，并未投入商业化使用。4、加入苯乙烯齐聚物减少苯乙烯挥发的另一种方法是在树脂中加入苯乙烯的低粘度齐聚物如聚苯乙烯，用这种齐聚物可以把树脂中苯乙烯的含量调节到一个较低的水平，但聚苯乙烯加入树脂中易产生分层等现象。现阶段制备低苯乙烯挥发不饱和树脂的工艺，存在生产成本大幅度提高，产品性能下降，对不饱和聚酯生产工艺改动较大等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是在保证产品性能，对原有的不饱和聚酯树脂生产流程做出改动后，用无机层状材料制备低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是在不饱和聚酯树脂的生产过程中加入可抑制苯乙烯挥发的无机层状材料，通过调整不饱和聚酯树脂的生产工艺，使得无机层状材料和不饱和聚酯树脂混合均勻，且使不饱和聚酯、苯乙烯、固化剂、促进剂进入无机层状材料层间，利用处于无机层状材料层间的不饱和聚酯与苯乙烯反应放出的反应热及生成物体积的增长，将无机层状材料片层剥离，使其均勻分布于基体树脂中。均勻分布于基体树脂中的无机层状材料可以阻止苯乙烯的迁移，使得基体中的苯乙烯分子的扩散路径必须由直线路径改为曲折路径，增加了其扩散路径，降低其渗透系数从而达到降低苯乙烯在储存阶段和固化反应阶段挥发量的目的。一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，由不饱和聚酯、苯乙烯、无机层状材料、固化剂和促进剂组成，各物料的重量百分比是不饱和聚酯10 — 95%，苯乙烯5 — 90% ；无机层状材料、固化剂和促进剂的加入量，分别是不饱和聚酯和苯乙烯总重量的1 一 25%,0. 1 - 10%,0. 1 - 10%。该工艺中，苯乙烯在固化前的挥发量下降75%，固化阶段苯乙烯的挥发量下降 40%，制得的低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的粘度为509 - 513 MPa. s，拉伸强度为36 — 43 MPa，冲击强度为2. 6 - 3. 1 Mpa,固化收缩率为9. 7 — 10. 3%。所述的固化剂为过氧化环己酮、过氧化甲乙酮或过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的混合。所述的促进剂为环氧酸钴、异辛酸钴、二甲基苯胺或二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合。所述的无机层状材料，为具有层状主体结构的化合物，是无机硅酸盐、磷酸盐、钛酸盐、层状双氢氧化物、石墨、双硫属化物、V205、Mo03中的一种或多种的组合。所述的无机层状材料，微粒直径为0. 1 - 100 μ m,片层厚为1 一 10nm。所述的无机层状材料，为纳米级片层，分散在不饱和聚酯基体中，起到了阻隔作用，进而达到抑制苯乙烯在储存及加工阶段挥发的目的。所述的低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂复合材料中的不饱和聚酯，为工业级通用型玻璃钢(FRP)用树脂。一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料的制备方法，步骤如下一、按重量取苯乙烯5 — 90%和不饱和聚酯10 - 95%，加入反应容器中，混合搅拌1 一 5小时；二、按苯乙烯和不饱和聚酯的总重量，加入无机层状材料1一 25%和促进剂0. 1 -10%，混合搅拌1 一 5小时，得到预插层物；三、按苯乙烯和不饱和聚酯的总重量，加入固化剂0.1 - 10%，后固化处理，时间6 -12小时。所述的固化处理是将物料放入恒温干燥箱中，温度40°C，加热固化3 - 6小时， 后取出；再将物料放入烘干室内，温度80°C，固化3 — 6小时，消除物料内部残余应力，取出，制得广品。本专利技术的制备方法，还可以按照如下步骤进行步骤一、按事先设定好的苯乙烯和不饱和聚酯的总重量，取苯乙烯和不饱和聚酯总重量的— 25%无机层状材料，加入容器I中，温度25 — 270C ；步骤二、按重量向容器I中，加入不饱和聚酯和苯乙烯，不饱和聚酯和苯乙烯的加入量是苯乙烯5% — 90%，不饱和聚酯10% — 95%，温度25 — 27°C，搅拌反应1 一 5小时；步骤三、按苯乙烯和不饱和聚酯的总重量，向容器I中加入促进剂0. — 10%，温度 25 - 27°C，搅拌反应1 一 5小时；步骤四、按苯乙烯和不饱和聚酯的总重量，向容器I中加入固化剂0. 1%- 10%，搅拌 2 — 40分钟，后将物料放出；步骤五、将步骤四反应后的物料，放入恒温干燥箱II中，温度40°C，加热固化3 — 6小时，后取出；步骤六、将步骤五固化后的物料，放入烘干室III内，温度80°C，固化3 - 6小时，消除物料内部残余应力，取出，制得产品；该工艺中，苯乙烯在固化前的挥发量下降75%，固化阶段苯乙烯的挥发量下降40%， 制得的低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的粘度为509 — 513 MPa. s，拉伸强度为36 — 43 MPa, 冲击强度为2. 6 — 3. 1 Mpa,固化收缩率为9. 7 — 10. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种低苯乙烯挥发不饱和聚酯树脂的复合材料，其特征在于：由不饱和聚酯、苯乙烯、无机层状材料、固化剂和促进剂组成；不饱和聚酯和苯乙烯的重量百分比是：不饱和聚酯 １０－９５％，苯乙烯 ５－９０％；无机层状材料、固化剂和促进剂的重量百分比是：无机层状材料、固化剂和促进剂的加入量分别是不饱和聚酯和苯乙烯总重量的１－２５％、０．１－１０％和０．１－１０％；所述低苯乙烯挥发不饱和聚酯树的复合材料，粘度为５０９－５１３ ＭＰａ．ｓ，拉伸强度为３６－４３ ＭＰａ，冲击强度为２．６－３．１Ｍｐａ，固化收缩率为９．７－１０．３％；所述的固化剂为：过氧化环己酮、过氧化甲乙酮或过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的混合；所述的促进剂为：环氧酸钴、异辛酸钴、二甲基苯胺或二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合；所述的无机层状材料，为具有层状主体结构的化合物，是无机硅酸盐、磷酸盐、钛酸盐、层状双氢氧化物、石墨和双硫属化物中的一种或多种的组合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆昶，黄新辉，张长水，刘泽民，台玉萍，张景会，杜锦屏，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41
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