CN114276518A - 一种增韧剂、制备方法及其在不饱和树脂中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增韧剂、制备方法及其在不饱和树脂中的应用,制备方法为(1)首先将羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺按比例混合,并加热至40‑50℃,此时加入计量的异氰酸酯反应30‑50 min,将反应体系升温至70‑90℃,并加入催化剂继续反应3‑5 h,待NCO含量保持稳定时为止;(2)称取计量的小分子不饱和一元醇,并在70‑90℃、惰性氛围下反应2‑3 h,反应结束即制得增韧剂。其中增韧剂改性不饱和树脂时的用量占不饱和树脂总重的5‑15%。本发明的增韧剂本身的分子结构具有一定的交联度,在参与不饱和树脂的固化反应时,相较于低交联度的分子,能够增加不饱和树脂的交联度,在提高韧性的同时,提高其刚性。
Description
技术领域
本发明属于增韧剂的制备技术领域,具体涉及一种增韧剂、制备方法及其在不饱和树脂中的应用。
背景技术
不饱和树脂通常具备较低的力学性能,特别是韧性性能,往往比环氧类树脂、聚氨酯等树脂材料的韧性要差,在实际应用中,只能使用在对力学性能要求不高的场合,因此,需要对其进行韧性性能的改性。
目前,在增韧改性体系上一般会选用含有长链柔性结构的分子进行韧性的改性,但通常使用的具有长链韧性结构的分子如月桂酸等,因分子链结构中不含有双键基团,且分子本身不具有交联度,在改性不饱和树脂时,往往获得的改性效果不佳,因此,为提高不饱和树脂制品的韧性,需要制备一种分子链中含有少量双键、大量柔性链段,并且含有交联点的大分子。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术中存在的不足,提供一种增韧剂、制备方法及其在不饱和树脂中的应用。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下:
一种增韧剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)、首先将羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺按比例混合, 加热至40-50℃,此时加入计量的异氰酸酯反应30-50 min,将反应体系升温至70-90 ℃,并加入催化剂继续反应3-5 h;
(2)、称取计量的小分子不饱和一元醇,并在70-90 ℃、惰性氛围下反应2-3 h,反应结束即制得增韧剂。
较好地,所述羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺、异氰酸酯、小分子不饱和一元醇用量的摩尔比为(0.3-0.5):(0.02-0.1):(0.05-0.1):(0.7-1.0):(0.5-0.7)。
较好地,所述羟基硅油的分子量为800、1200、3600中的一种或多种。
较好地,所述端羟基聚丁二烯的分子量为3000、3700、4100中的一种或多种。
较好地,所述小分子多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种。
较好地,所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)、1,6-已二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯-2、4-二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的一种或多种。
较好地,所述小分子不饱和一元醇为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。
较好地,所述步骤(1)中的催化剂为二月硅酸二丁基锡、二氯二丁基锡;催化剂的添加量为羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺、异氰酸酯的总重量的万分之一至万分之五。
一种由上述制备方法制备的增韧剂。
上述增韧剂在不饱和树脂中的应用,所述增韧剂添加量占不饱和树脂总重的(5-15)%。
本发明的积极有益效果如下:
本发明采用含有羟基、氨基的化合物与异氰酸酯反应,其产物又与丙烯酸羟乙酯反应,最终制备出的增韧剂中不仅含有大量的Si-O-Si柔性链段,还具有少量的不饱和键,同时该增韧剂的分子结构具备一定交联度。因此,当增韧剂用于改性不饱和树脂时,其分子中的不饱和键能够参与不饱和树脂的固化过程,形成交联的同时大量的柔性链段即被引入到不饱和树脂的分子结构中增强不饱和树脂的韧性。
本发明的增韧剂本身的分子结构具有一定的交联度,在参与不饱和树脂的固化反应时,相较于低交联度的分子,能够增加不饱和树脂的交联度,在提高韧性的同时,提高其刚性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1:
一种增韧剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)、将在真空下脱过水的羟基硅油、端羟基聚丁二烯、二乙烯三胺按比例混合均匀,然后加热至40 ℃并按比例加入MDI,反应50 min后,继续将反应体系升温至70 ℃,并加入二月硅酸二丁基锡作催化剂继续反应4.5 h;
(2)、称取计量的丙烯酸羟乙酯,并在70℃、惰性氛围下反应3 h,反应结束即制得增韧剂。
所述羟基硅油、端羟基聚丁二烯、二乙烯三胺、MDI、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为0.28:0.02:0.05:0.72:0.5。
所述羟基硅油的分子量为800;所述端羟基聚丁二烯的分子量为3000。
所述二月硅酸二丁基锡为反应体系总重量的万分之一。
实施例2:
一种增韧剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)、将在真空下脱过水的羟基硅油、端羟基聚丁二烯、三乙烯四胺按比例混合均匀,然后加热至45 ℃并按比例加入HDI,反应40 min后,继续将反应体系升温至80℃,并加入二月硅酸二丁基锡作催化剂继续反应4 h;
(2)、称取计量的甲基丙烯酸羟丙酯,并在80 ℃、惰性氛围下反应3 h,反应结束即制得增韧剂。
所述羟基硅油、端羟基聚丁二烯、二乙烯三胺、MDI、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为0.4:0.05:0.05:0.8:0.55。
所述羟基硅油的分子量为1200;所述端羟基聚丁二烯的分子量为3700。
所述二月硅酸二丁基锡为反应体系总重量的万分之三。
实施例3:
一种增韧剂的制备方法,具体步骤如下:
(1)、将在真空下脱过水的羟基硅油、端羟基聚丁二烯、四乙烯五胺按比例混合均匀,然后加热至48℃并按比例加入IPDI,反应35 min后,继续将反应体系升温至90℃,并加入二月硅酸二丁基锡作催化剂继续反应3 h;
(2)、称取计量的丙烯酸羟丙酯,并在90 ℃、惰性氛围下反应2 h,反应结束即制得增韧剂。
所述羟基硅油、端羟基聚丁二烯、二乙烯三胺、MDI、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为0.5:0.1:0.1:1.0:0.7。
所述羟基硅油的分子量为3600;所述端羟基聚丁二烯的分子量为4100。
所述二月硅酸二丁基锡为反应体系总重量的万分之五。
应用案例1
上述实施例1-3制备的增韧剂在不饱和树脂中的应用方法,具体应用方法为:
首先将上述增韧剂与196树脂预聚体混合均匀,再依次加入过氧化甲乙酮作固化剂、环烷酸钴作促进剂,将物料混合均匀后倒入模具中固化成型制得改性的不饱和树脂样品,其中196树脂预聚体、固化剂、促进剂的质量比为100:2:0.5。
增韧剂的添加量为不饱和树脂总重量的5%。
对增韧剂改性前后的不饱和树脂固化后的力学性能进行测试,测试结果如表1所示,其中实施例1-3的增韧剂对不饱和树脂的改性应用分别记为1-1、1-2、1-3。
应用案例2
与应用案例1的不同之处在于,所述增韧剂的添加量为不饱和树脂重量的10%。改性的不饱和树脂固化后的力学性能测试结果如表2所示。其中实施例1-3的增韧剂对不饱和树脂的改性应用分别记为2-1、2-2、2-3。
应用案例3
与应用案例1的不同之处在于,所述增韧剂的添加量为不饱和树脂重量的15%。改性的不饱和树脂固化后的力学性能测试结果如表3所示。其中实施例1-3的增韧剂对不饱和树脂的改性应用分别记为3-1、3-2、3-3。
表1
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 断裂伸长率(%) | |
纯196树脂 | 7.3 | 48 |
应用案例1-1 | 8.6 | 66 |
应用案例1-2 | 9.4 | 71 |
应用案例1-3 | 10.3 | 75 |
表2
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 断裂伸长率(%) | |
应用案例2-1 | 9.5 | 73 |
应用案例2-2 | 10.9 | 79 |
应用案例2-3 | 12.2 | 86 |
表3
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 断裂伸长率(%) | |
应用案例3-1 | 10.4 | 78 |
应用案例3-2 | 12.3 | 85 |
应用案例3-3 | 14.1 | 92 |
由表1-3中的性能数据可知,应用案例1-3制备的改性的不饱和树脂,与纯不饱和树脂相比,韧性性能得到大幅度提升,且随着增韧剂添加量的增大,冲击强度和断裂伸长率逐步增大,当增韧剂的添加量为不饱和树脂总重的15%时,冲击强度是未改性时的2倍。因此,增韧剂的加入极大提高了不饱和树脂的韧性性能。
Claims (10)
1.一种增韧剂的制备方法,其特征在于,具体制备步骤如下:
(1)、首先将羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺按比例混合,并加热至40-50℃,此时加入计量的异氰酸酯反应30-50 min,将反应体系升温至70-90 ℃,并加入催化剂继续反应3-5 h;
(2)、称取计量的小分子不饱和一元醇,并在70-90 ℃、惰性氛围下反应2-3 h,反应结束即制得增韧剂。
2.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺、异氰酸酯、小分子不饱和一元醇用量的摩尔比为(0.3-0.5):(0.02-0.1):(0.05-0.1):(0.7-1.0):(0.5-0.7)。
3.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述羟基硅油的分子量为800、1200、3600中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述端羟基聚丁二烯的分子量为3000、3700、4100中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述小分子多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)、1,6-已二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯-2、4-二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述小分子不饱和一元醇为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的增韧剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的催化剂为二月硅酸二丁基锡、二氯二丁基锡;催化剂的添加量为羟基硅油、端羟基聚丁二烯、小分子多元胺与异氰酸酯总重量的万分之一至万分之五。
9.一种由权利要求1所述的制备方法制备的增韧剂。
10.一种权利要求9所述的增韧剂在不饱和树脂中的应用,其特征在于,所述增韧剂添加量占不饱和树脂总重的(5-15)%。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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